一种聚甲炔纳米簇的制备方法及其应用

本发明属于分子探针，尤其涉及一种聚甲炔纳米簇的制备方法及其应用。

背景技术：

1、基于荧光的活体成像由于其广泛的生物医学应用前景和临床转化的潜力而成为了一个快速发展的领域。从生物相容性和生物安全性的角度来看，有机荧光团是最合适的造影剂，因为它们的毒性相对较低。基于分子工程策略许多具有优异性能的nir-ii有机荧光团已经被开发，包括聚甲炔支架。可调的光物理性质、更高的摩尔消光系数和强荧光发射，使聚甲炔支架成为近红外显影剂的优秀候选。但是疏水性聚甲炔染料在用于活体成像之前需要一个关键的亲水化过程。然而，水溶液中显著的溶剂致变色行为和聚集诱导猝灭效应严重限制了聚甲炔染料发挥其亮度潜力。

2、为了解决这些在开发有效亲水化策略中遇到的挑战，需要一种全新且有效的方法。大多数现有的用于体内成像的近红外二区的聚甲炔染料是通过表面活性剂（如，dspe-peg2000，即二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000）包封来制备的。然而，所形成的胶束中的大多数染料仍然处于聚集诱导淬灭的状态，这限制了它们在更长的波长窗口中成像的潜力。在这里，我们设计并合成了一系列新的聚甲炔染料，其中flav骨架因其显著的荧光亮度和高量子产率而被选中。然后通过两步亲水过程对flav进行修饰，得到聚乙二醇化的flav(即flavp2000)。利用flavp2000和dspe-peg2000之间的自适应共组装策略，我们制备了高效发光的dspe-peg2000@flavp2000(简称为dspe@flavp2000)纳米粒子。当flavp2000与dspe@flavp2000共组装或与活生物体中的蛋白质原位共组装时，flavp2000具有自主调节其构象的能力。与使用dspe-peg2000直接封装完全疏水性染料的传统封装方法相比，dspe@flavp2000表现出显著改善的光物理性质，包括水溶液中的锐吸收和较高的荧光量子产率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种聚甲炔纳米簇的制备方法及其应用，旨在解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种聚甲炔纳米簇的制备方法，包括以下步骤：

4、步骤s1、合成如下结构的聚甲炔染料：

5、；

6、；

7、；

8、或符合以下结构通式的染料：

9、；

10、步骤s2、通过两步亲水过程对flav进行修饰，得到聚乙二醇化的flav：

11、；

12、上式中，n=12时为flavp550；n=44时为flavp2000；

13、步骤s3、合成ipa接枝的ipa-flavp2000：

14、；

15、步骤s4、flavp2000和dspe-peg2000之间或flavp550和dspe-peg2000之间进行共组装，制得dspe@flavp2000或dspe@flavp550。

16、进一步的，所述dspe@flavp2000或dspe@flavp550共组装纳米簇的制备步骤，具体包括：

17、a. 将dspe-peg2000溶解在dmso中形成母液；

18、b. 50微升母液和5微升flavp2000或flavp550通过涡旋混合，得到混合物；

19、c. 将混合物加入到pbs中，形成10 ml溶液，将溶液在0-4 ℃下进行超声处理30min，随后在40-60 ℃的烘箱中孵育1 h后，在室温下避光稳定1 h；

20、d. 通过超滤离心管将步骤c得到的溶液浓缩至1 ml，即获得dspe@flavp2000或dspe@flavp550母液，保存在0-4℃下。

21、进一步的，所述dspe-peg2000与flavp2000的摩尔比或dspe-peg2000与flavp550的摩尔比为50:1。

22、进一步的，所述flavp2000的自组装纳米簇的制备步骤，具体包括：

23、将2-20 mm的flavp2000母液溶解在1 ml 的pbs中，得到flavp2000自组装纳米簇，保存在0-4℃下。

24、进一步的，将所述flavp2000替换为ipa-flavp2000，得到ipa-flavp2000自组装纳米簇。

25、进一步的，所述ipa-flavp2000或flavp2000在体内或体外环境中，与血清或血液中的蛋白质发生原位的共组装。

26、一种如上述制备方法制得的聚甲炔纳米簇。

27、一种如上述聚甲炔纳米簇在进行血管成像中的应用，在进行血管成像应用时，通过尾静脉注射直接用于成像。

28、一种如上述聚甲炔纳米簇在进行神经成像中的应用，在进行神经成像时，在坐骨神经的原位直接注射进行成像。

29、与现有技术相比，本发明的有益效果是：与传统的通过表面活性剂直接封装的方法相比，本方法具有制备简单高效，发光效率高等优势。在体内的生物成像应用中，dspe@flavp2000能够在1500 nm以上的近红外区对小鼠的脑血管以及后肢血管进行高信噪比成像。flavp2000和ipa-flavp2000能够在体内与体外的特定环境下发生解组装引起的亮度激活现象，这种全新的现象是首次发现。同时，ipa-flavp2000具有显著延长的血液循环时间，这使得其在临床转化中具有了巨大的潜力。

技术特征：

1.一种聚甲炔纳米簇的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的聚甲炔纳米簇的制备方法，其特征在于，所述dspe@flavp2000或dspe@flavp550共组装纳米簇的制备步骤，具体包括：

3.根据权利要求2所述的聚甲炔纳米簇的制备方法，其特征在于，所述dspe-peg2000与flavp2000的摩尔比或dspe-peg2000与flavp550的摩尔比为50:1。

4.根据权利要求1所述的聚甲炔纳米簇的制备方法，其特征在于，所述flavp2000的自组装纳米簇的制备步骤，具体包括：

5.根据权利要求4所述的聚甲炔纳米簇的制备方法，其特征在于，将所述flavp2000替换为ipa-flavp2000，得到ipa-flavp2000自组装纳米簇。

6.根据权利要求5所述的聚甲炔纳米簇的制备方法，其特征在于，所述ipa-flavp2000或flavp2000在体内或体外环境中，与血清或血液中的蛋白质发生原位的共组装。

7.一种根据权利要求1-6任一所述的制备方法制得的聚甲炔纳米簇。

8.一种根据权利要求7所述的聚甲炔纳米簇在进行血管成像中的应用，在进行血管成像应用时，通过尾静脉注射直接用于成像。

9.一种根据权利要求7所述的聚甲炔纳米簇在进行神经成像中的应用，在进行神经成像时，在坐骨神经的原位直接注射进行成像。

技术总结
本发明适用于分子探针技术领域，提供了一种聚甲炔纳米簇的制备方法及其应用，通过聚甲炔纳米簇的制备方法制得的聚甲炔纳米簇在进行血管成像中的应用，在进行血管成像应用时，通过尾静脉注射直接用于成像；制得的聚甲炔纳米簇在进行神经成像中的应用，在进行神经成像时，在坐骨神经的原位直接注射进行成像。相比于传统封装方法无法有效抑制聚集诱导淬灭的缺陷，本方法制备得到的聚甲炔纳米簇能够完全释放聚甲炔染料的亮度潜力，并表现出优越的生物成像性能。

技术研发人员：朱守俊,党泽韬
受保护的技术使用者：吉林大学第一医院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15