[发明专利]一种肿瘤早期诊断探针及其合成和应用

说明书

本发明公开了一类肿瘤早期诊断相关的醌氧化还原酶响应型的近红外荧光探针化合物及其合成和应用，所述化合物结构如式(I)所示，其中R₁和R₂相同或不同，R₁和R₂独立的选自C_1‑6的直链烷基，C_1‑6的直链烷基羧基、磺酸基或C_1‑6的直链烷基酯基；X为卤素。本发明所述化合物初步的细胞共聚焦实验证明本发明化合物具有良好的醌氧化还原酶响应能力，且能够产生易检测的强荧光，可以用于肿瘤早期检测。

技术领域

本发明涉及与肿瘤早期诊断有关的高等有机合成与生物成像领域，具体涉及一类醌氧化还原酶响应型的近红外荧光探针化合物，及该类化合物的合成与应用。

背景技术

肿瘤严重威胁人类健康，其诊断与治疗成为了精准医学的重要研究方向。醌氧化还原酶1(NQO1)是一种人体细胞中氧浓度升高时用于清除过氧化物和超氧化物的酶，在细胞清除外源毒性物质的过程中发挥重要作用。它以NADPH为受体，催化醌类化合物发生还原反应。部分恶性肿瘤细胞会高度表达NQO1，如U87细胞系、MCF-7细胞系等，这种高表达的NQO1有助于使恶性肿瘤细胞对抗产活性氧类化疗药物，导致化疗效果下降。

放射性造影检查虽然已成功的用于肿瘤成像，但是成本较高、仪器设备要求高。与此同时分辨率有限，病灶定位模糊。相较于放射性造影检查，基于近红外荧光探针的诊疗技术具有毒副作用低、生物安全性好、高的时空分辨率的优势，可实现活体可视无创实时成像。利用NQO1靶向配体和荧光探针的连接，可以获得生物相容性好、灵敏性高、特异性高、响应迅速、荧光量子产率高的肿瘤响应型荧光探针，突出表现在极低的生物毒性，即使探针化合物浓度高达28μM/L，细胞存活率依然保持在80％以上。在肿瘤部位产生易检测的强荧光且持续时间长，其Strokes位移达到100nm，可以有效的降低噪音带来的影响，避免因激发光引起的荧光检测误差，极大的提高了检测准确性，可运用于癌症早期检测与荧光外科手术治疗。与已报道的NQO1响应型探针相比，本发明的探针最大发射波长达到800nm，减少了生物体自身荧光造成的背景干扰，有利于实际应用。通过对NQO1高表达的肿瘤细胞进行精准成像，可提高放化疗联合治疗的成效，为抗肿瘤治疗提供了新思路。

发明内容

本发明公开一种醌氧化还原酶响应的近红外荧光探针化合物，本发明所述化合物初步的细胞成像实验证明本发明化合物具有良好的醌氧化还原酶响应作用，且能够在醌氧化还原酶的作用下产生易检测的强荧光，可用于肿瘤成像。

本发明的化合物(I)结构式如下：

式中，R₁和R₂相同或不同，R₁和R₂独立的选自C_1-6的直链烷基，C_1-6的直链烷基羧基、磺酸基或C_1-6的直链烷基酯基；优选甲基、乙基或丙基；X为卤素，优选为I。

本发明还公开了化合物(I)的制备方法，优选的制备方法如下：

其中，R₁和R₂相同或不同，R₁和R₂独立的选自C_1-6的直链烷基，C_1-6的直链烷基羧基、磺酸基或C_1-6的直链烷基酯基；优选甲基、乙基或丙基；X为卤素，优选为I。

优选的，化合物3的合成步骤中，采用氮气保护，反应温度为50～90℃，优选70℃。

优选的，化合物4的合成步骤中，使用氮气保护，所采用的溶剂为乙腈、丙酮、水的混合溶剂或者乙腈、丙酮的混合溶剂，优选为乙腈、丙酮、水的混合溶剂。