[发明专利]一种单分子包覆的荧光素纳米粒子及其制备方法

说明书

本发明公开了一种单分子包覆的荧光素纳米粒子及其制备方法，属于医药化工领域。具体涉及一种高荧光量子产率、光稳定性的荧光素纳米粒子及制备方法。本发明拟解决的技术问题是传统荧光素纳米粒子荧光量子产率低、光稳定性差的问题。该方法通过在单个荧光素分子表面包覆聚乙二醇‑聚己内酯，达到减弱乃至隔绝荧光素分子间相互作用的目的，进而提高荧光素纳米粒子荧光量子产率，使该荧光探针在近红外荧光成像时对肿瘤诊断具有更高的灵敏度，拓宽该类荧光探针的应用前景。本方法具有操作简单、产率高、毒副作用小等优点，制备出的荧光素纳米粒子荧光量子产率最高、光稳定性最好，可以广泛用作肿瘤近红外荧光成像检测的荧光探针，在生物医学领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明公开了一种单分子包覆的荧光素纳米粒子及其制备方法，属于医药化工领域，具体涉及一种有效提高荧光素纳米粒子光稳定性以及荧光量子产率的方法。

背景技术

近红外荧光成像技术由于其高空间分辨率，低背景和深层组织穿透性而有望成为一种全新的肿瘤组织精准诊断的方法。由于实体瘤的高通透性和滞留效应(EnhancedPermeability and Retention Effect，EPR)，荧光探针会聚集在肿瘤组织内，与正常组织形成浓度差，在近红外荧光成像后会表现出荧光强度的差异，从而诊断出肿瘤的存在。目前，常用于标记或衍生的荧光探针主要有荧光素类、罗丹明类、邻苯二甲醛类等化合物。其中，荧光素及其衍生物由于具有较高的光吸收率、较好的荧光量子产量、较大的激发波长和发射波长(＞600nm)而在生物研究领域中占有极其重要的位置。然而，荧光素所具有的特定属性也限制了它在生物医学领域中的应用，如(1)相当高的光漂白率(光稳定性差)；(2)荧光量子产率对pH值敏感(在pH＜7时显著下降)；(3)较宽的荧光发射光谱；(4)具有在共轭生物聚合物上荧光淬灭的趋势，特别是在高浓度时。这使得荧光素及其衍生物作为荧光探针使用时需要对荧光基团进行定量计算，限制了其在生物应用中的敏感性。其中，荧光物质的自淬灭是其用作近红外荧光成像的荧光探针时普遍存在的缺陷，会严重降低荧光探针的荧光量子产率，进而在近红外荧光成像时出现荧光强度减弱、寿命降低的问题，从而限制了荧光探针在肿瘤组织的精准应用。一般来说，荧光自淬灭的主要原因是荧光分子在某一区域内的浓度急剧增加导致分子间相互作用加剧，破坏单个荧光分子的共轭结构，从而破坏荧光分子的荧光性质，导致荧光自淬灭。因此，寻求一种减少荧光分子相互作用的方法就可以阻止荧光自淬灭的发生，从而提高荧光探针的荧光量子产率。

聚乙二醇-聚己内酯(PEG-PCL)是一种近些年来应用广泛的高聚物载体。作为一种脂肪族的聚酯，聚己内酯(PCL)不仅具有良好的生物相容性、生理无毒性和生物可降解性，并且其在开环反应后会产生大量易于修饰的羧基可以与多种荧光基团共价连接。但是，较强的疏水性使PCL在生物体内易被蛋白质吸附和网状内皮细胞识别并捕捉，降低了其生物降解速率，缩短了其在生物体内的循环时间。作为一种亲水性聚合物，聚乙二醇(PEG)由于可以减少血浆蛋白的吸附，从而最大程度地减少与吞噬细胞的相互作用并增加血液循环时间而广泛用于生物医学中纳米粒子的制备与改性。因此，将PEG与PCL联合，不仅可以提高PCL的水溶性，还可以降低PCL被网状内皮系统吞噬的可能，延长PCL在体内的循环时间。

人工合成的高分子化合物组装形成纳米级别的囊泡称为聚合物纳米粒子。聚合物纳米粒子可以用于运输、传递多种载荷(包括了蛋白质、低分子量化合物等)进出生物组织及细胞，这是由于大部分聚合物纳米粒子对于刺激(pH、温度、光、氧化还原性等)有很好的应答作用而释放出载荷，因此引起了人们对聚合物纳米粒子在检测组织细胞状态及药物传递领域的兴趣。将两性PEG-PCL聚合物对荧光素进行单分子包覆，减弱乃至隔绝荧光素分子的分子间相互作用，在提高荧光素荧光性质的同时提高其血液循环时间，进而提高其生物医学中的应用。

发明内容：

本发明采取一种单分子包覆方法来减少荧光素分子间的相互作用，提高荧光素纳米粒子的荧光性质，进而提高荧光探针在肿瘤近红外荧光成像时的灵敏度。

技术方案：