本发明涉及光学检测,具体涉及一种近红外二区化学发光共振能量转移纳米系统及其制备方法与应用。
背景技术:
1、乳腺癌是危害女性健康最主要的公共卫生问题之一。乳腺癌发生转移是导致临床患者死亡的主要原因,因此,乳腺癌的及早检测及有效干预是提高疗效、改善患者生活质量的关键环节。临床研究表明,乳腺癌细胞会优先通过淋巴转移途径进行扩散。其中,前哨淋巴结被认为是乳腺癌细胞发生扩散后最先抵达的部位。因此,转移性前哨淋巴结的精准鉴定有助于临床乳腺癌分型和分期,对指导患者的治疗具有重要临床意义。
2、乳腺癌前哨淋巴结活检技术是目前最常规的前哨淋巴结诊断方法,主要包含染料示踪法、以99mtc为代表的放射性同位素标记法、超声造影及荧光示踪法等。上述方法实现了准确的前哨淋巴结定位效果并使许多患者受益,但均需经过组织取材后通过病理染色对前哨淋巴结进行鉴定,仍存在一些不容忽视的问题:首先,部分组织提取很难获得前哨淋巴结转移的完整信息;其次,侵入性组织提取增加了转移风险;此外,鉴定结果需要较长的病理评估过程。因此,如何实现乳腺癌前哨淋巴结的快速、精准诊断是亟待解决的临床需求。
3、荧光分子影像技术具有高灵敏、高特异、直观可视化、绿色便捷等一系列优势,其中,近红外二区(nir-ii,1000~1700nm)影像技术展现出优异的组织穿透能力、空间分辨率和较低的组织自发荧光,显著提高了癌症诊断的精度和灵敏度。肿瘤微环境的病理特征已被应用于开发各种肿瘤组织内激活型纳米荧光探针,然而,单一检测指标难以确保结果精准。
4、研究表明,转移性乳腺癌中肿瘤相关巨噬细胞(tam)和中性粒细胞(tan)细胞占比显著;其中,髓过氧化物酶(mpo酶)是tam和tan的重要组成部分,与肿瘤转移密切相关,mpo酶活性信号的特异性识别已成为检测转移性淋巴结的新策略。
5、针对上述现有技术存在的问题,本发明提供了一种基于微环境双响应激活的近红外二区cret技术方法,并将其应用于乳腺癌前哨淋巴结的定位及定性一体化诊疗的药物制剂中。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明提供了本发明要解决的技术问题,即提供一种近红外二区化学发光共振能量转移纳米系统及其制备方法与应用,实现乳腺癌前哨淋巴结的快速、精准诊疗。
2、为了达到上述目的,本发明提供了一种近红外二区(nir-ii,1000~1700nm)化学发光共振能量转移纳米系统,由ph响应的两亲性短肽、金属离子、nir-ii cret系统和光敏剂通过多组分协同自组装构建得到;所述近红外二区化学发光共振能量转移纳米系统具有微环境中ph和mpo酶双响应激活功能增强nir-ii cret信号。
3、优选地,所述ph响应的两亲性短肽为n-芴甲氧羰基-l-组氨酸(fmoc-his)、n-芴甲氧羰基-l-赖氨酸(fmoc-lys)、n-芴甲氧羰基-l-精氨酸(fmoc-arg)、n-芴甲氧羰基-l-半胱氨酸(fmoc-cys)中的任意一种以及两种及以上的任意组合。
4、优选地,所述金属离子为钆离子(gd3+)、铒离子(er3+)、铁离子(fe3+)、钙离子(ca2+)、铜离子(cu2+)、镁离子(mg2+)、锌离子(zn2+)、锰离子(mn2+)中的一种或两种及以上的任意组合。
5、优选地,所述nir-ii cret系统包含近红外二区造影剂和具有化学发光能力的化合物。
6、更优选地,所述具有化学发光能力的化合物为鲁米诺(luminol)或鲁米诺衍生物;鲁米诺衍生物选自4-氨基己基-n-乙基异鲁诺(abei)和/或乙基鲁米诺(ahei)。
7、优选地,所述近红外二区造影剂至少包括近红外量子点。
8、优选地,所述近红外量子点为巯基丙酸、十一烷基酸、谷胱甘肽、硫辛酸中的一种或两种及以上的任意组合修饰的近红外量子点。
9、更优选地,所述近红外量子点为ag2s、ag2se、agte、au:ag2te、agause中的一种或两种及以上的任意组合。
10、优选地,所述光敏剂为二氢卟吩e6(ce6)、苯并卟啉衍生物(bpd)、2-(1-六氧基乙基)-2-devinyl焦磷酸酯(hpph)、苯卟啉单环酸a(bpd-ma)中的一种或两种及以上的任意组合。
11、作为另一个目的,本发明还提供了上述的近红外二区化学发光共振能量转移纳米系统的制备方法,包括将ph响应的两亲性短肽、金属离子、nir-ii cret系统和光敏剂混合后进行多组分协同自组装制备得到近红外二区化学发光共振能量转移纳米系统;所述多组分协同自组装包括ph响应的两亲性短肽、金属离子、nir-ii cret系统和光敏剂之间进行的静电吸附、金属配位、疏水作用、π-π堆叠作用。
12、具体地,所述制备方法包括以下步骤:
13、(1)提供nir-ii cret系统溶液;
14、将近红外二区造影剂和化学发光化合物分别溶解于水中,得到造影剂溶液和化学发光化合物溶液;将所述造影剂溶液和所述化学发光化合物溶液混合,并持续搅拌30~120min后进行纯化,即得到所述nir-ii cret系统的制备方法,其特征在于,nir-ii cret系统溶液;
15、(2)提供两亲性短肽溶液、金属离子溶液和光敏剂溶液;
16、将ph响应的两亲性短肽溶于水中得到所述两亲性短肽溶液;
17、将金属离子溶于水中得到所述金属离子溶液;
18、将光敏剂溶于有机溶剂中,得到所述光敏剂溶液;
19、(3)制备nir-ii cret纳米系统;
20、将步骤(1)中纯化后的所述nir-ii cret系统溶液与步骤(2)中的所述两亲性短肽溶液、所述金属离子溶液混合,并持续搅拌10~40min;然后,再加入步骤(2)中制备的所述光敏剂溶液,混合均匀后,调节ph至中性并纯化、浓缩后得到nir-ii cret纳米系统。
21、优选地,步骤(1)和步骤(4)中,所述纯化均为超滤纯化。
22、优选地,所述化学发光化合物溶液的制备方法包括将化学发光化合物溶于碱性溶液中;所述碱性溶液的ph为8.0~9.0。
23、优选地,所述近红外二区造影剂和所述化学发光化合物的质量比范围为1~10∶0.1~1。
24、优选地,步骤(2)中,所述有机溶剂为二甲基亚砜。
25、优选地,所述两亲性短肽溶液的浓度为1~5mg/ml。
26、优选地,所述金属离子溶液的浓度为5~20mmol/ml。
27、优选地,所述光敏剂溶液的浓度为1~10mg/ml。
28、优选地,步骤(3)中,所述近红外二区cret纳米系统中含有所述近红外二区造影剂、所述化学发光化合物、两亲性短肽、金属离子和光敏剂的质量添加比例为1~10∶50~100∶5~50∶50~200∶1~5。
29、所述近红外二区化学发光共振能量转移纳米系统的ph值为中性;在中性条件下,所述nir-ii cret纳米系统的平均尺寸为20~500nm。
30、基于以上技术方案,本发明通过将ph响应的两亲性短肽、金属离子、nir-ii cret系统和光敏剂混合后通过多组分协同自组装构建得到近红外二区化学发光共振能量转移纳米系统,多组分协同自组装包括ph响应的两亲性短肽、金属离子、nir-ii cret系统和光敏剂之间进行的静电吸附、金属配位、疏水作用、π-π堆叠作用,将其作为诊断试剂,建立一种通用的乳腺癌前哨淋巴结定位及定性一体化诊疗技术,为近红外二区造影剂及cret光学系统应用于临床乳腺癌前哨淋巴结诊疗提供了一种新方法。
31、本发明所获得的有益技术效果:
32、(1)本发明整合了双模式光学和ph/mpo协同激活策略,实现了对转移性前哨淋巴结的精确定位和诊断,有效避免了“假阴性”和“假阳性”结果。
33、(2)受益于nir-ii窗口中高组织穿透力、高时空分辨率和高信噪比成像特性,采用本技术发明方案有助于更深层次和更早期转移病灶的检测。
1.一种近红外二区化学发光共振能量转移纳米系统,其特征在于,由ph响应的两亲性短肽、金属离子、nir-iicret系统和光敏剂通过多组分协同自组装构建得到;
2.根据权利要1所述的近红外二区化学发光共振能量转移纳米系统,其特征在于,所述ph响应的两亲性短肽为n-芴甲氧羰基-l-组氨酸(fmoc-his)、n-芴甲氧羰基-l-赖氨酸(fmoc-lys)、n-芴甲氧羰基-l-精氨酸(fmoc-arg)、n-芴甲氧羰基-l-半胱氨酸(fmoc-cys)中的任意一种以及两种及以上的任意组合。
3.根据权利要求1所述的近红外二区化学发光共振能量转移纳米系统,其特征在于,所述金属离子为钆离子(gd3+)、铒离子(er3+)、铁离子(fe3+)、钙离子(ca2+)、铜离子(cu2+)、镁离子(mg2+)、锌离子(zn2+)、锰离子(mn2+)中的一种或两种及以上的任意组合。
4.根据权利要求1所述的近红外二区化学发光共振能量转移纳米系统,其特征在于,所述cret系统包含近红外二区造影剂和具有化学发光能力的化合物;
5.根据权利要求1所述的近红外二区化学发光共振能量转移纳米系统,其特征在于,所述光敏剂为二氢卟吩e6(ce6)、苯并卟啉衍生物(bpd)、2-(1-六氧基乙基)-2-devinyl焦磷酸酯(hpph)、苯卟啉单环酸a(bpd-ma)中的一种或两种及以上的任意组合。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的近红外二区化学发光共振能量转移纳米系统的制备方法,其特征在于,将ph响应的两亲性短肽、金属离子、nir-iicret系统和光敏剂混合后进行多组分协同自组装制备得到近红外二区化学发光共振能量转移纳米系统;
7.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,
9.如权利要求1-6任一项所述的近红外二区化学发光共振能量转移纳米系统在制备乳腺癌前哨淋巴结诊疗试剂中的应用。
10.一种用于乳腺癌前哨淋巴结的诊疗试剂,至少包括如权利要求1-6任一项所述的近红外二区化学发光共振能量转移纳米系统,所述诊断试剂具有ph依赖性和mp0酶响应功能,在酸性条件下发生解聚反应,可增强nir-iicret信号。
