一类近红外荧光小分子探针的制作方法

文档序号:13862565阅读:458来源:国知局

本发明涉及近红外成像领域,具体涉及一类近红外荧光小分子探针及其在髓鞘成像领域的应用。



背景技术:

荧光成像技术因具有非侵入、可视化、高时空分辨率、廉价、安全和快速等优势,已被广泛用于肿瘤诊断、生物分子检测、药物分布和代谢等诸多领域。生物体的一些组分(如黑色素、血红蛋白、细胞色素等)对可见光波段有较高的吸收或散射,会导致可见光的组织穿透性较差,且在此波段内生物组织有一定的自荧光干扰。与之相比,血液和人体组织对650-900nm的近红外(nearinfrared,nir)光吸收和散射较低,所以近红外的荧光容易透过生物组织用于活体荧光成像。因此,开发具有低毒性、稳定性好和荧光效率高的近红外荧光材料已经成为近红外荧光成像技术发展中的热点。

髓鞘(myelin)是包裹在神经细胞轴突外面的一层膜,由髓磷脂构成,一般出现在脊椎动物的中枢神经系统中。髓鞘化(myelination)是指髓鞘发展的过程,它使神经兴奋在沿神经纤维传导时速度加快,并保证其定向传导以避免信息相互干扰,同时在一些轴突受损时能引导轴突的再生。脱髓鞘(demyelination)是指髓鞘形成后发生的髓鞘损坏,可能会引发多种中枢神经系统疾病,其中最为常见的是多发性硬化(multiplesclerosis,ms)。

在ms的诊断和疗效评价上,寻求在体内或体外定性或定量地使得髓鞘可视化的方法一直是研究人员和临床医师努力的目标。要实现这个目标,关键是要开发出能够通过血脑屏障与髓鞘特异性结合的分子探针。在目前的ms诊断技术中,主要依靠核磁共振成像技术,且不具有靶向特异性,另有操作复杂、费用昂贵等缺点。



技术实现要素:

本发明的目的是为了开发一类近红外荧光小分子探针,使其能够与髓鞘特异性结合,从而实现近红外条件下髓鞘体内可视化成像,为中枢神经系统疾病如多发性硬化的诊断和疗效评价提供一种直观、简单、快捷、廉价的近红外成像方法。

一类近红外荧光小分子探针,其结构如下:

其中,r1、r2表示氢、五个碳(含五个)以下的烷基,-nh-r2取代基可位于苯环的1位、2位、3位或4位;其特征在于发射波长均大于650nm,落入近红外区;

所述的一类近红外荧光小分子探针的用途,其特征在于该类近红外荧光小分子探针可应用于髓鞘成像。

具体实施方式

一类近红外荧光小分子探针,其结构如下:

其中,r1、r2表示氢、五个碳(含五个)以下的烷基,-nh-r2取代基可位于苯环的1位、2位、3位或4位;其特征在于发射波长均大于650nm,落入近红外区。

荧光性能测试:

将产品溶于二甲亚砜(dmso)中,配置成1mm溶液,利用荧光分光光度计测试其激发波长和发射波长。部分近红外荧光小分子探针的结构和荧光性能见表一,结果显示,其发射波长均大于650nm,处于近红外区。

表一部分近红外荧光小分子探针的结构和荧光性能

所述的一类近红外荧光小分子探针的用途,其特征在于该类近红外荧光小分子探针可应用于髓鞘成像。

体外染色实验:

体外染色实验是检测化合物与髓鞘特异性结合与染色性能的有效方法。将待染色化合物用二甲亚砜溶剂配置成1mm溶液,再分别对石蜡切片的老鼠脑胼胝体、纹状体和脊髓部位进行体外染色,25min后曝光成像,可以明显观察到体外染色后,三部位的白质区域(髓鞘分布更丰富)明显比灰质区域(含髓鞘少)明亮,即说明被测试化合物能够与髓鞘特异性结合,并能很好地染色成像。结合前面的荧光性能测试结果,表明该类结构化合物适合用于近红外条件下的髓鞘靶向成像。表二是部分近红外荧光小分子探针的结构和体外染色成像图。

表二部分近红外荧光小分子探针的结构和体外染色成像图

活体近红外成像实验:

为了进一步证实该类结构化合物能够用于近红外条件下的髓鞘成像,我们进行了活体近红外成像实验。将待测化合物用溶剂dmso/pbs配置成浓度为1mg/ml溶液,以0.1mg/kg量尾静脉注射入小老鼠体内,15min后用近红外成像仪扫描老鼠头部,可明显观察到老鼠脑部(含髓鞘较多)较周围区域(含髓鞘较少)明亮,说明被测化合物在进入老鼠脑部后能够与髓鞘特异性结合,显著增强髓鞘部位成像,适合用于近红外条件下的髓鞘成像。同时,为了说明脑部增强成像与溶剂无关,我们进行了对照试验,表明在未加入被测化合物条件下,老鼠脑部与其周围区域成像无差别。表三是部分近红外荧光小分子探针的结构和活体近红外成像图。

表三部分近红外荧光小分子探针的结构和活体近红外成像图

综上所述,本发明涉及的该类小分子探针的发射波长大于650nm,进入近红外区,同时,该类小分子探针能够与髓鞘部分有效结合,并显著增强髓鞘部位成像效果,因此可应用于近红外条件下的髓鞘成像。该发明将为中枢神经系统疾病如多发性硬化的诊断与疗效评价提供一种全新方法,即近红外髓鞘成像技术。

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