【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于熒光探針，具體涉及一種缺氧和內源性甲醛雙響應超分子熒光探針及其制備方法和應用。
技術介紹
1、腫瘤是中國的重大公共衛生問題，目前，我國惡性腫瘤發病、死亡數持續上升，每年惡性腫瘤所致的醫療花費超過2200億。對腫瘤的精準診斷和成像辨識是是提高腫瘤治愈率的關鍵之一。熒光成像技術因其方便快捷、實時成像、良好的空間分辨成像率和高靈敏度等優勢，已成為癌癥精準診斷最具有前景的方法之一。然而，目前已開發的熒光探針通常僅針對腫瘤中單一的微環境特征進行響應，易產生特異性不足造成“假陽性”信號的干擾（wu,l.?et?al.,?nat.?rev.?chem.2021,?5,?406-421）。通過對腫瘤發生、發展過程中兩種重要生物標志物的檢測結合進行檢測，將有效改善目前大多數熒光探針存在的假陽性信號問題。
2、內源性甲醛在人體生理和病理過程中發揮著重要作用，廣泛參與體內葉酸循環，參與氨基酸、神經遞質、蛋白質合成，dna去甲基化和基因表達調控等多種生理過程。例如，在乳腺癌細胞中，絲氨酸羥甲基轉化酶（shmt）和組蛋白去甲基化酶（lsd）等甲基合成酶均高表達，導致腫瘤組織中的內源性甲醛含量遠高于正常組織。通過對乳腺癌患者腫瘤組織中的內源性甲醛測定，發現腫瘤組織內源性甲醛含量高達0.75?±?0.12mm，最大可達到2.35mm；而正常組織的內源性甲醛濃度僅為0.1~0.2mm。此外，內源性甲醛含量可能與腫瘤的進展程度有關。因此，高內源性甲醛是腫瘤重要的微環境特征。此外，缺氧是腫瘤的另外一個重要的微環境特征，主要是由于腫瘤氧消耗
技術實現思路
1、針對以上技術問題，本專利技術提供一種缺氧和內源性甲醛雙響應超分子熒光探針及其制備方法和應用。
2、本專利技術采取了如下技術方案：
3、一、缺氧和內源性甲醛雙響應超分子熒光探針
4、本專利技術所述缺氧和內源性甲醛雙響應超分子熒光探針，由偶氮苯基杯芳烴和包結在偶氮苯基杯芳烴內部的甲醛響應熒光探針組成，所述偶氮苯基杯芳烴的化學結構式如下：
5、
6、其中r為甲基、氟原子或溴原子
7、所述甲醛響應熒光探針的化學結構式如下：
8、
9、本專利技術提供的缺氧和內源性甲醛雙響應超分子熒光探針，是由偶氮苯基杯芳烴和包結在偶氮苯基杯芳烴內部的甲醛響應熒光探針通過主客體間非共價相互作用形成穩定的超分子復合物。利用偶氮苯基杯芳烴在腫瘤缺氧微環境下偶氮鍵斷裂特性，以及甲醛響應熒光探針在腫瘤高內源性甲醛作用下激活特性，實現同時響應腫瘤缺氧和高內源性甲醛微環境特征，產生較強近紅外熒光信號用于腫瘤的分析檢測（如圖1所示）。
10、二、缺氧和內源性甲醛雙響應超分子熒光探針的制備方法
11、將偶氮苯基杯芳烴和甲醛響應熒光探針按比例充分混合后溶于緩沖液中，得到超分子熒光探針溶液。偶氮苯基杯芳烴和甲醛響應熒光探針組的摩爾比為1:1~1:2（優選1:1）。緩沖液為ph為6.0～8.0的pbs緩沖液（ph優選7.4）。
12、本專利技術提供的缺氧和內源性甲醛雙響應超分子熒光探針的制備方法步驟簡單，僅需將偶氮苯基杯芳烴和甲醛響應熒光探針按比例混合后溶于緩沖液中，也可將兩種原料按比例在dmso等溶劑預溶解后加入緩沖液中配置成目標濃度，易于工業化生產。
13、三、缺氧和內源性甲醛雙響應超分子熒光探針的應用
14、本專利技術的一種缺氧和內源性甲醛雙響應超分子熒光探針，可同時響應腫瘤缺氧和高內源性甲醛微環境特征，產生較強近紅外熒光信號用于分析檢測，從而降低“假陽性”信號干擾，實現腫瘤的高特異性成像，在腫瘤的精準診斷和成像研究中具有較好的應用前景。下面以制備的超分子熒光探針a為例說明本專利技術探針在熒光成像中的應用。
15、選取人乳腺癌細胞mcf-7細胞為研究對象，通過激光掃描共聚焦顯微鏡（clsm）研究探針在乳腺癌mcf-7細胞中的成像性能。將在37℃，21?%氧氣（體積百分比），5％二氧化碳（體積百分比）環境的細胞培養箱中培養24小時后，用胰酶消化細胞轉移到細胞成像皿中，然后將成像皿中的細胞分為三組：（i）第一組細胞在37℃，21?%氧氣（體積百分比），5％二氧化碳（體積百分比）環境的細胞培養箱中培養24小時后，加入超分子熒光探針a（熒光探針a中偶氮苯基杯芳烴和甲醛響應熒光探針組成摩爾比為1:1，兩者的最終濃度均為5?μmol?/l），繼續孵育2小時；（ii）第二組細胞在37℃，1%氧氣（體積百分比），5％二氧化碳（體積百分比）環境的細胞培養箱中培養24小時后，加入超分子熒光探針a（熒光探針a中偶氮苯基杯芳烴和甲醛響應熒光探針組成摩爾比為1:1，兩者的最終濃度均為5?μmol?/?l），繼續孵育2小時；(iii)第三組細胞在37℃，1?%氧氣（體積百分比），5％二氧化碳（體積百分比）環境的細胞培養箱中培養24小時后，先用甲醛清除劑亞硫酸氫鈉（nahso3）預處理mcf-7細胞后，再加入超分子熒光探針a（熒光探針a中偶氮苯基杯芳烴和甲醛響應熒光探針組成摩爾比為1:1，兩者的最終濃度均為5?μmol?/?l），繼續孵育2小時。最后，用pbs緩沖液洗去成像皿里的培養基，利用激光掃描共聚焦顯微鏡，選取633?nm激發光源，在650-750?nm處的波段作為輸出信號通道進行細胞成像研究。結果如圖5所示。由圖5可以看出，僅第二組細胞表現出較強的熒光信號，第一組和第三組細胞均未觀測到近紅外熒光信號。這是由于，在實驗細胞中，第一組細胞未缺氧，第三組細胞由于亞硫酸氫鈉導致內源性甲醛含量較低，只有第二組細胞同時存在缺氧和高內源性甲醛微環境特征。上述結果說明，超分子熒光探針能進入腫瘤細胞并可與細胞內源性甲醛反應，缺氧刺激下產生較強烈的熒光信號，用于缺氧腫瘤細胞的特異性熒光成像。
16、綜上所述，本申請的有益效果：
17、1、本申請所提供的一種缺氧和內源性甲醛雙響應超分子熒光探針，可實現對腫瘤發生、發展過程中相互關聯的兩種生物標志物-缺氧和高內源性甲醛同時檢測，開啟近紅外熒光信號，實現腫瘤高特異性成像，從而避免產生“假陽性”信號的干擾，同時該探針不需要在分子內引入大體積的靶向基團，具有結構新穎、靶向性高和成像性能好等優點。
18、2、本申請所提供的一種缺氧和內源性甲醛雙響應超分子熒光探針的制備方法，簡單的主客體非共價構筑策略，簡單有效，可以快速、高效地得到所訴熒光探針。
19、3、鑒于良好的成像性能，本申請所提供的一種缺氧和內源性甲醛雙響應超分子熒光探針，對于腫瘤的精準診本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種缺氧和內源性甲醛雙響應超分子熒光探針，其特征在于：由偶氮苯基杯芳烴和包結在偶氮苯基杯芳烴內部的甲醛響應熒光探針組成，所述偶氮苯基杯芳烴的化學結構式如下：
2.根據權利要求1所述的缺氧和內源性甲醛雙響應超分子熒光探針，其特征在于：所述偶氮苯基杯芳烴和甲醛響應熒光探針通過主客體間非共價相互作用形成穩定的超分子復合物。
3.如權利要求1所述的缺氧和內源性甲醛雙響應超分子熒光探針的制備方法，其特征在于：將偶氮苯基杯芳烴和甲醛響應熒光探針充分混合后溶于緩沖液中，得到超分子熒光探針溶液。
4.如權利要求3所述的缺氧和內源性甲醛雙響應超分子熒光探針的制備方法，其特征在于：所述偶氮苯基杯芳烴和甲醛響應熒光探針的摩爾比為1:1~1:2。
5.如權利要求3所述的缺氧和內源性甲醛雙響應超分子熒光探針的制備方法，其特征在于，所述緩沖液為pH為6.0～8.0的PBS緩沖液。
6.如權利要求1所述的缺氧和內源性甲醛雙響應超分子熒光探針在制備腫瘤熒光成像檢測試劑中的應用。
7.如權利要求6所述的缺氧和內源性甲醛雙響應超分子熒光探針
...【技術特征摘要】
1.一種缺氧和內源性甲醛雙響應超分子熒光探針，其特征在于：由偶氮苯基杯芳烴和包結在偶氮苯基杯芳烴內部的甲醛響應熒光探針組成，所述偶氮苯基杯芳烴的化學結構式如下：
2.根據權利要求1所述的缺氧和內源性甲醛雙響應超分子熒光探針，其特征在于：所述偶氮苯基杯芳烴和甲醛響應熒光探針通過主客體間非共價相互作用形成穩定的超分子復合物。
3.如權利要求1所述的缺氧和內源性甲醛雙響應超分子熒光探針的制備方法，其特征在于：將偶氮苯基杯芳烴和甲醛響應熒光探針充分混合后溶于緩沖液中，得到超分子熒光探針溶液。
4.如權利要求3所述的缺氧和內源性甲醛...
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙曉博，李晉燕，康晶燕，師彥平，
申請(專利權)人：中國科學院蘭州化學物理研究所，
類型：發明
國別省市：
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