[发明专利]基于氨基肽酶激活型化学发光探针及其在恶性肿瘤的活体检测与手术导航方面的应用

说明书

本发明公开了一种基于氨基肽酶激活型化学发光探针及其在恶性肿瘤的活体检测与手术导航方面的应用，基于氨基肽酶(APN)在恶性肿瘤及新生血管中呈现特异性的高表达，本发明构建一种氨基肽酶激活型的化学发光探针，可与肿瘤部位高表达的氨基肽酶发生特异性反应，伴随强化学发光发射，实现活体肿瘤检测以及对原位实体瘤、转移瘤的快速成像，从而引导手术高效切除。

技术领域

本发明涉及生物探针领域，具体涉及一种基于氨基肽酶激活型化学发光探针及其在恶性肿瘤的活体检测与手术导航方面的应用。

背景技术

恶性肿瘤是威胁人类健康的重要死因，其中实体瘤占比超过90％。目前恶性实体瘤的主要治疗手段仍然是手术。手术过程中，外科医生的眼睛依旧是决定手术切缘的主要“成像方式”，但由于人眼难以识别直径小于3毫米的病灶，因此微小病灶容易被遗漏，从而导致肿瘤复发。因此，对微小病灶的精确快速检测是亟待解决的问题。手术导航技术(即图像引导手术，是指将利用术前或术中成像，准确显像病灶，帮助术者判断切缘，或避开重要组织，使外科手术更快捷、更精确、更安全)的提出与发展可能导致癌症手术模式的转变，利用影像学技术提供实显像，能更精确引导医生进行判断，该技术有望改善患者的预后及降低整体医疗成本。

目前，术前成像主要技术包括电子计算机断层扫描(CT)、磁共振(MRI)，术前成像技术的提升，能促进恶性肿瘤的早期诊断、提高诊断的准确性和分期，有利于改进术前规划，对患者的预后转归有影响意义。

术中诊断技术主要包括病理学诊断与影像学诊断，其中，术中快速病理常指手术中快速冰冻活体组织病理学检查，进行切片及诊断的方法，是外科手术中是否进行扩大切除或淋巴结清扫的金标准，但快速病理需一系列化学及人为操作，费时费力的同时可能会改变组织样品的成分和形态，从而可能导致诊断上的偏差，且病理结论依赖于病理医生的经验，易增加患者被误诊的风险。而术中实时成像，临床常用的成像技术有超声或X射线透视成像，但其敏感性不足，缺乏靶向性，难以明确病灶部位。此外，X射线透视成像存在电离辐射危害、准确性依赖于操作者经验等缺点，且不适合含气脏器如肺、消化道及骨骼的成像。另外MRI和CT在术中也有一定应用，并起着相当重要的作用，但MRI和CT设备昂贵，成本较高，需要复杂的基础设施，难以在实际临床应用中推广。随着光学成像技术的发展，由于其高灵敏度、低成本、实时信号采集、高空间分辨率和无创性，荧光成像被认为是最有希望的检测方法之一。在近十年里，荧光手术导航技术已进入外科手术室，填补了术前成像与术中成像之间的空白。尤其是近几年来可激活探针的蓬勃发展，利用肿瘤高表达的生物标志物特异性地打开荧光信号，一定程度上提高了肿瘤检测的准确性和肿瘤切除的精确度，但同时由于荧光特性，使其在应用上受到一些固有的限制，包括光漂白、浅组织穿透深度和组织自发荧光。因此荧光探针的背景信号高，难以获得高信噪比图像，在区分微小病灶和正常组织上存在困难。

上述无论是CT、MRI或光学成像，造影剂的给药方式，多为全身给药，为了达到良好的成像效果，给药浓度较高，可能存在全身副作用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于氨基肽酶激活型化学发光探针及其在恶性肿瘤的活体检测与手术导航方面的应用，基于氨基肽酶(APN)在恶性肿瘤及新生血管中呈现特异性的高表达，与新生血管生成及肿瘤侵袭转移具有密切关系，本发明构建一种氨基肽酶激活型的化学发光探针，可与肿瘤细胞膜表面的氨基肽酶作用，产生化学发光，从而实现原位实体瘤及转移瘤的快速成像，以实现对肿瘤的检测或引导手术切除。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

本发明第一方面提供一种氨基肽酶激活型的化学发光探针，所述化学发光探针包含氨基肽酶特异性响应底物、自消除基团以及化学发光底物。

进一步地，所述化学发光探针的氨基肽酶特异性响应底物为L-丙氨酸，自消除基团为氨基苯甲醇，化学发光底物为高量子产率的丙烯酸酯基取代的苯氧基-二氧杂环丁烷。

进一步地，所述化学发光探针的结构式如下所示：