以苯并噻(二)唑为受体的可激活光声/荧光探针的设计及应用探讨

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荧光成像具有灵敏度高,其中近红外二区荧光成像具有较深的穿透深度、较低的自发荧光和较高的分辨率等优点。光声成像通过光激发而产生声信号,从而兼具光学和声学的优势,使得在生物体成像中可获得更深的成像深度和空间分辨率。结合荧光成像和光声成像的特点,荧光/光声双模成像可以实现对生物体病理和生理状态的评估。本研究工作以苯并噻(二)唑为受体,设计了三种可激活的荧光/光声双模探针,并探讨了三种探针对生物标志物及相关疾病模型的检测和成像应用。本研究工作主要分为以下三个部分:(1)设计并合成了一种以苯并噻唑为受体的细胞色素P450还原酶响应型荧光/光声探针。选用二乙胺基氧杂蒽为供体、苯并噻唑盐为受体,在苯并噻唑受体上引进磺酸根以确保分子的水溶性,由此合成得到D-A型染料NIR-NEt2,所合成的染料NIR-NEt2在718nm处有吸收且荧光发射位于745 nm。将二乙胺基氧化生成氮氧化物基元,可作为细胞色素P450还原酶的响应基元,从而得到水溶性探针NIR-NO。进一步构建了酒精性肝损伤小鼠模型,将该探针NIR-NO应用于诊断并成像酒精诱导的肝损伤模型并实现对药物治疗效果的追踪。(2)设计并合成了一种以苯并噻二唑为受体的一氧化氮响应型荧光/光声纳米探针。选用含有邻苯二胺基的苯并噻二唑为受体、噻吩为共轭π桥、二苯基萘胺为供体,合成得到D-A-D型探针BNDA。其中邻苯二胺基元为一氧化氮响应基元,在与一氧化氮响应后,生成了更强的受体苯并噻二唑并三氮唑,得到在680 nm处有吸收和900–1100 nm范围发射的染料BNDANO。萘基作为客体分子与羟丙基β环糊精发生主客体相互作用生成主客体复合物BNDA-HβCD,进一步自组装生成纳米探针BNDA@HβCD。构建了中药和西药诱导的肝损伤小鼠模型,应用该纳米探针BNDA@HβCD实现对肝损伤病灶区域的诊断成像及治疗追踪。进一步建立了植物中产生内源性一氧化氮的模型,应用该纳米探针BNDA@HβCD对植物中的一氧化氮实现近红外二区荧光/光声双模检测成像。(3)设计并合成了一种以苯并噻二唑为受体的过氧化氢响应型荧光/光声纳米探针。选用苯并噻二唑喹喔啉为受体、四苯乙烯为“转子”、苯胺为供体,合成了D-A-D型染料BTPE-NH2。染料具有938 nm的最大发射峰和1028 nm处的肩峰。引入硝基苯氧乙酰胺作为过氧化氢识别基元,合成了分子探针BTPE-NO2。用两亲聚合物F127包覆探针BTPE-NO2形成纳米探针BTPE-NO2@F127。构建了间质性膀胱炎、抗抑郁药诱导的肝损伤和肝脏缺血再灌注损伤小鼠模型,应用该纳米探针BTPE-NO2@F127实现对各模型病灶部位的原位近红外二区荧光/光声双模成像。本研究工作设计的三种荧光/光声双模探针能够对相应生物标志物进行良好的检测,同时在相关疾病模型中呈现良好的成像结果。
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