[发明专利]一种光声成像探针及其制备方法和应用

说明书

本发明提出了一种光声成像探针及其制备方法和应用，将脂质体和花菁染料通过自组装形成水溶性纳米探针，其中，花菁染料对甲基汞具有特异性响应，当溶液中存在MeHg⁺时，纳米探针将通过汞促进环化反应形成LP‑hCy7’并导致位于690nm处的吸收峰强度降低而位于860nm处的吸收峰强度增加，相应地导致位于690nm处的光声信号降低而位于860nm处的信号显著增强。通过生物体光声成像并利用LP‑hCy7纳米探针在860nm和690nm处的PA信号比可检测生物样品中MeHg⁺的含量。所述光声成像探针，结构简单、同时制备工艺简单、操作方便，不需要复杂昂贵的设备，易于实现工业化生产。

技术领域

本发明涉及生物检测领域，特别是指一种光声成像探针及其制备方法和应用。

背景技术

汞(水银)是一种常见的重金属污染物，可导致严重的水污染和土壤污染。甲基汞(MeHg+)是汞的一种有机形式，并比汞的其它无机盐形式具有更强的毒性。甲基汞是一种脂溶性物质，因此它可以穿过生物膜并引起生物体大脑和神经系统的损伤，尤其是对孕妇和婴儿危害极大。甲基汞很容易通过食物如鱼类等聚积在人体之中。目前，对于甲基汞的检测主要包括气相色谱(GC)、高效液相色谱(HPLC)、毛细管电泳(CE)耦合特异性探测如原子荧光光谱(AFS)、质谱(MS)或电感耦合等离子体质谱(ICPMS)等。然而，这些方法对样品的前处理十分复杂，因此急需发展一种简单、实时以及可视化的方法用于甲基汞的检测，尤其是生物活体样本中的检测。

光声成像(PAI)是一种基于光激发发色团产生超声波的一种成像模式。随着光声造影剂如有机染料、碳纳米管、金属基纳米颗粒等的发展，光声成像技术被广泛应用于肿瘤成像，疾病治疗效果的监测，以及活性氧物质、PH变化、酶活性和金属离子的检测等等领域。光声成像具有简单快速、灵敏度高、无损伤、非侵入等活体成像的优点，因此，采用光声成像技术检测生物体内的甲基汞是一种理想的检测方法。然而，利用光声成像技术检测生物体内的具体分析物时，需要发展对分析物具有特异性响应、并能显著改变光声信号强度的特殊光声造影剂。目前，针对于生物体内甲基汞检测的光声造影剂还没有报道。

发明内容

本发明公开了一种光声成像探针及其制备方法和应用，是将脂质体(LP)和花菁染料(hCy7)通过自组装形成水溶性纳米探针(LP-hCy7)，其中，hCy7对甲基汞(MeHg+)具有特异性响应，当溶液中存在MeHg+时，LP-hCy7将通过汞促进环化反应形成LP-hCy7’并导致位于690nm处的吸收峰强度降低而位于860nm处的吸收峰强度增加，相应地导致位于690nm处的光声(PA)信号降低而位于860nm处的PA信号显著增强。因此，通过生物体光声成像并利用LP-hCy7纳米探针在860nm和690nm处的PA信号比(PA860/PA690)可检测生物样品中MeHg⁺的含量。

本发明的技术方案是这样实现的：一种光声成像探针，为由脂质体(LP)和花菁染料通过自组装形成的水溶性纳米探针(LP-hCy7)。

作为一种优选方案，所述花菁染料为hCy7。

作为一种优选方案，所述纳米探针的直径在50～100nm。

所述光声成像探针利用在860nm和690nm处的PA信号比(PA860/PA690)可检测生物样品中MeHg⁺的含量。

作为本发明的另一个目的，本发明还公开了所述光声成像探针的制备方法，包括合成花菁染料(hCy7)，和将合成的花菁染料(hCy7)与脂质体(LP)混合后自组装。

作为一种优选方案，包括以下步骤：

a)花菁染料hCy7的合成：将具有以下化学式的化合物1