生物成像用pH激活型近紅外熒光探針的構建及應用.pdf

1、癌癥的早期診治是提高癌癥患者治愈率的關鍵。因此，研發(fā)特異性強、靈敏度高的檢測技術，用于腫瘤早期診斷是十分必要的。光學成像技術具有非侵襲性、實時、靈敏度高、操作簡單以及可視性強等諸多優(yōu)勢，已成為腫瘤檢測的較理想方法。該技術的關鍵在于高效顯影劑的研發(fā)。研究表明基于腫瘤細胞弱酸性這一特性設計的pH激活型顯影劑，可避免always on型顯影劑在成像時存在的“假陽性”結果，具有很高的信噪比。然而，時至今日，如何得到生物相容性好、pH響應范圍與腫

2、瘤所處弱酸性微環(huán)境相吻合的顯影劑仍是亟待解決的難題。此外，細胞內pH值對細胞的生長、增殖以及細胞內酶的活性等至關重要。因此，研制性能優(yōu)異的pH敏感型熒光探針用于腫瘤細胞特異性成像或實時、精確地監(jiān)測細胞內pH的波動具有非常重要的研究價值。
　　基于此，本文設計構建了一系列pH激活型熒光探針用于生物體內pH變化及弱酸性物質的識別和檢測；并在此基礎上篩選出pH響應范圍與腫瘤細胞所處弱酸性微環(huán)境相吻合的探針分子，構建兼具腫瘤靶向及特異性的

3、多功能顯影劑，探討其在細胞和活體動物成像中的應用。
　?。?）鑒于近紅外熒光探針的激發(fā)和發(fā)射波長均處在生物光學成像窗口內，具有組織穿透能力強、生物組織的光吸收及自發(fā)熒光干擾小等優(yōu)勢，本文設計合成了一系列pH激活型近紅外菁類熒光探針。通過對不同pH下探針的光學性能研究及構效關系的初步探討，發(fā)現(xiàn)該類探針具有較強的pH敏感特性，且其pH響應范圍受探針分子結構中取代基的電子效應的調控。其中一種探針成功用于細胞內兩種酸性氨基酸（谷氨酸和天冬

4、氨酸）的特異性檢測，且測試濃度下未表現(xiàn)出明顯的細胞毒性。
　　（2）以所合成的pH激活型可逆熒光探針作為顯影劑的母體，引入葉酸以及具有腫瘤線粒體靶向結合特性的季銨鹽陽離子作為腫瘤靶向基團，并引入糖基作為修飾基團以增強探針的親水性及生物相容性，構建了兩類兼具腫瘤靶向及特異性的多功能顯影劑。經(jīng)季銨鹽陽離子改性的pH激活型顯影劑成功用于腫瘤細胞和荷瘤小鼠的特異性成像，顯示出極高的信噪比。此外，該設計策略也為腫瘤靶向特異性顯影劑的構筑提供

5、了新的思路和途徑。
　?。?）考慮到以單波長熒光強度變化為檢測參數(shù)的熒光分析方法的可信度和準確性均有待提高，本文以所合成的糖基修飾的pH激活型可逆熒光探針作為近紅外發(fā)色團，引入丹磺?；鳛榱硪话l(fā)色團，構建了一種新型雙色比率型pH敏感探針，成功用于腫瘤細胞的雙色特異性成像。此外，還發(fā)現(xiàn)當pH在6.11～7.14范圍內變化時，兩波長處熒光強度的比值與體系pH值之間成較好的線性關系。因此，該探針還有望實現(xiàn)生物體內弱酸性微環(huán)境及弱酸性物質