[发明专利]一种乏氧荧光成像探针及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种乏氧荧光成像探针及其制备方法和应用，所述乏氧荧光成像探针具有式I所示结构，命名为：1‑(1‑(2‑硝基咪唑)‑3‑[(4‑氨甲基)氮杂环己烷]‑2‑丙醇)‑6‑(4‑硝基苯并‑2‑氧杂‑1,3‑二唑)‑赖氨酸，简称PLN；本发明的探针可以通过硝基咪唑基团实现该探针对不同乏氧环境中细胞内的大分子结合不同来实现对乏氧细胞的特异性荧光成像，分子中的伯氨基有利于该分子的进一步修饰。

技术领域

本发明属于化学成像技术领域，涉及乏氧荧光成像探针及其制备方法和应用。

背景技术

乏氧是绝大部分实体瘤中的普遍现象，与肿瘤的发生、发展、转移和耐药存在密切联系(J.Natl.Cancer I.2007,99(19),1441-1454.)。2019年诺贝尔生理与医学奖授予其相关因子(HIF-1α)的发现者。因此，如何实现乏氧细胞的成像对肿瘤诊疗非常重要。

由于缺乏氧气的竞争，硝基咪唑及其衍生物可以被乏氧细胞内部的硝基还原酶还原为羟胺咪唑，其对位可与细胞内部含巯基的大分子发生不可逆加成反应，形成加合物，从而滞留在细胞内部，达到与乏氧细胞特异性结合的特点(Gynecol.Oncol.1998,71(2),270-277.)。

CN109678993A公开了一种可逆乏氧-常氧循环检测的内标比率型纳米荧光探针，该荧光探针是内标信号单元R和乏氧检测单元铂卟啉通过聚乙烯基吡咯烷酮连接，具有如下结构：其中R为对氧不响应的基团，聚乙烯基吡咯烷酮的聚合度n在150-200之间。然而该探针位聚合物形式，且结构复杂。

在本领域中期望能够开发出分子结构更为简单的乏氧荧光成像探针，以满足细胞特异性成像的要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种乏氧荧光成像探针及其制备方法和应用。本发明的乏氧荧光成像探针结构简单，能够实现对乏氧细胞的特异性荧光成像，并且终产物仍留有赖氨酸的一个伯氨基，有利于该分子后期与纳米颗粒等相结合，构建多功能化的乏氧响应诊疗剂。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供乏氧荧光成像探针，所述乏氧荧光成像探针具有如下式I所示结构：

在本发明中，该荧光探针分子式为C₂₄H₃₄N₁₀O₇，分子量为574.26，被命名为：1-(1-(2-硝基咪唑)-3-[(4-氨甲基)氮杂环己烷]-2-丙醇)-6-(4-硝基苯并-2-氧杂-1,3-二唑)-赖氨酸，是一种橘红色粉末，英文名为：1-(1-(2-nitroimidazole)-3-[(4-aminomethyl)azacyclohexane]-2-propanol)-6-(4-nitro-2,1,3-benzoxadiazole)-lysin。

在本发明中，所述乏氧荧光成像探针结构简单，能够实现对乏氧细胞的特异性荧光成像，并且其结构上保留了赖氨酸的一个伯氨基，有利于后期进行结构修饰或者可以将该分子后期与一些纳米颗粒等材料相结合，构建多功能化的乏氧响应诊疗剂，满足一种探针发挥多种功能的目的。

另一方面，本发明提供了如上所述的乏氧荧光成像探针的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将fmoc基团保护的赖氨酸(fmoc-lys)溶解在第一混合溶剂中，使其与4-氯-7-硝基苯并-2-氧杂-1,3-二唑(NBD)接触，得到式Ⅱ所示化合物(fmoc-lys-NBD)；

(2)在第二溶剂中，使碳二亚胺缩合剂、酰化活化剂和式Ⅱ所示化合物以及式A所示哌莫硝唑接触，得到式Ⅲ所示的化合物fmoc-(pimonidazole)-lys-NBD(fmoc-PLN)；