用于体内特异性检测肺衰老的光声探针及其制备方法和用途

本发明涉及分析化学，特别涉及一种用于体内特异性检测肺衰老的光声探针及其制备方法和用途。

背景技术：

1、肺是人体中表面积最大的器官，是人体内部生理机能和外部环境之间的重要界面。在人的一生中，肺部始终暴露在各种压力之下，包括化学、机械、生物、免疫以及暴露于环境物质等外部因素。吸烟是一种普遍存在的有害习惯，会对健康造成严重影响，尤其是慢性呼吸道疾病和肺部疾病。长期或反复接触香烟烟雾可诱导肺成纤维细胞衰老。香烟烟雾诱导的细胞衰老可能会阻碍正常的伤口愈合，从而阻碍肺损伤的修复。端粒缩短或各种应激源(如dna损伤剂、氧化应激、炎症和感染)都可能引发细胞衰老。肺部对这些应激源的敏感性增高，导致肺组织中自然产生的衰老细胞和应激诱导的衰老细胞积聚，从而严重损害肺功能。此外，细胞衰老越来越被认为是慢性肺部疾病进展的关键机制，尤其是在慢性阻塞性肺病和特发性肺纤维化等疾病中。

2、在以往的肺衰老研究中，研究人员通常从活体中获取生物样本，利用免疫组织化学(ihc)、免疫荧光(if)、蛋白质印迹(wb)、末端转移酶标记技术(tunel法)、聚合酶链反应(pcr)和酶联免疫吸附试验(elisa)等方法来评估衰老。这些方法存在体外操作、需要将待测的样本从活体中分离出来，通常会对细胞或活体造成不可逆的伤害。另外，这方法的程序复杂，操作步骤繁多，具有明显的不足。

3、因此，迫切需要一种能在体内无创检测肺部衰老的方法来研究肺部衰老。然而，目前还没有在体内研究肺衰老的方法。光声(pa)成像技术将光学和超声波成像技术相结合，创造出一种混合模式，具有跨尺度的多功能空间分辨率，并能穿透深层组织，最深可达一厘米。利用这些优势，可以设计出一种体内、无创的光声探针用来检测肺部老化。

4、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于体内特异性检测肺衰老的光声探针，从而克服过去关于肺老化的研究通常涉及分离生物样本进行体外分析，该方法具有侵入性，且程序复杂的缺点。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种用于体内特异性检测肺衰老的光声探针，所使用的光声探针的化学结构通式如式(i)所示：

3、

4、其中：k＝0,1,2,3；m＝1,2,3；n＝1,2,3；

5、t＝0,1,2,3,4,5,6；

6、t＝0,1,2,3,4,5,6；

7、h,br,cl,cf3；

8、br,h,cl,cf3。

9、优选地，上述技术方案中，所述的用于体内特异性检测肺衰老的光声探针，所述的光声探针的化学结构通式如下述式(ii)所示：

10、

11、上述的用于体内特异性检测肺衰老的光声探针的制备方法，包括以下步骤：

12、(1)将反应式(iii)中的化合物a、化合物b、na2so4、cs2co3和溶剂混合反应，然后经过萃取、洗涤、得到粗产物，粗产物经柱层析纯化，得到shloac；

13、

14、(2)将步骤(1)制备得到的中间产物shloac、甲醇钠和溶剂混合反应，得到粗产物，粗产物经柱层析纯化，得到深蓝色固体，为探针shlgal；反应式如下：

15、

16、优选地，上述技术方案中，步骤(1)反应式(iii)中化合物a、化合物b、na2so4、cs2co3反应的摩尔比为1:0.5-3:1-5:1-10。

17、优选地，上述技术方案中，步骤(1)中溶剂为乙腈；反应是在氮气气氛下室温反应。

18、优选地，上述技术方案中，步骤(2)反应式(ⅳ)中shloac和甲醇钠的摩尔比为1:0.05-0.5

19、优选地，上述技术方案中，步骤(2)的溶剂为甲醇，反应为在室温下搅拌反应15-60min。

20、上述的用于体内特异性检测肺衰老的光声探针在检测肺衰老中的应用。

21、优选地，上述技术方案中，所述的应用，在生物体内肺检测衰老中的应用。

22、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

23、(1)本发明用于体内特异性检测肺衰老的光声探针，该探针作为衰老标志物β-半乳糖苷酶的特异性检测探针，能够在衰老的环境下，被β-半乳糖苷酶水解。另外结构中的氨基和脂质链能够使分子特异性靶向到肺部。通过检测到的肺部光声信号的变化来测定生物体内的肺部衰老情况。本发明所述的光声探针可以与衰老标志物β-半乳糖苷酶具有很好的响应，灵敏度高，选择性好，通过对衰老标志物β-半乳糖苷酶的检测可以实现对衰老快速准确检测的目的。本发明所述的光声探针在β-半乳糖苷酶存在的情况下，由羟基连接的识别位点被水解释放出羟基，表现为探针在639nm处的吸收峰降低，并在700nm处出现一个新的吸收峰。以该波长为激发波长，探针的光声信号在β-半乳糖苷酶存在时表现出了明显的增强。

24、(2)本发明的光声探针可经化学合成获得，合成工艺简单易行，原料廉价易得，制备成本低，易于推广。本发明的声探针能够在体内进行，无需破坏样本，可用于对活体内肺部衰老情况的实时检测，具有广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种用于体内特异性检测肺衰老的光声探针，其特征在于，所使用的光声探针的化学结构通式如式(i)所示：

2.根据权利要求1所述的用于体内特异性检测肺衰老的光声探针，其特征在于，所述的光声探针的化学结构通式如下述式(ii)所示：

3.根据权利要求1-2所述的用于体内特异性检测肺衰老的光声探针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的用于体内特异性检测肺衰老的光声探针的制备方法，其特征在于，步骤(1)反应式(iii)中化合物a、化合物b、na2so4、cs2co3反应的摩尔比为1:0.5-3:1-5:1-10。

5.根据权利要求3所述的用于体内特异性检测肺衰老的光声探针的制备方法，其特征在于，步骤(1)中溶剂为乙腈；反应是在氮气气氛下室温反应。

6.根据权利要求3所述的用于体内特异性检测肺衰老的光声探针的制备方法，其特征在于，步骤(2)反应式(ⅳ)中shloac和甲醇钠的摩尔比为1:0.05-0.5。

7.根据权利要求3所述的用于体内特异性检测肺衰老的光声探针的制备方法，其特征在于，步骤(2)的溶剂为甲醇，反应为在室温下搅拌反应15-60min。

8.权利要求1-7任一所述的用于体内特异性检测肺衰老的光声探针在检测肺衰老中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，在生物体内肺检测衰老中的应用。

技术总结本发明公开了一种用于体内特异性检测肺衰老的光声探针，所使用的光声探针的化学结构通式如式(I)所示。本发明提供用于体内特异性检测肺衰老的光声探针的制备方法，以及在检测肺衰老中的应用。本发明的光声探针可经化学合成获得，合成工艺简单易行，原料廉价易得，制备成本低，易于推广。本发明的光声探针能够在体内进行，无需破坏样本，可用于对活体内肺部衰老情况的实时检测，具有广阔的应用前景。技术研发人员：林伟英,李子红,黄萍,吴国良受保护的技术使用者：广西大学技术研发日：技术公布日：2024/9/29