CN117126396A - 单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子及其应用 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子及其应用，其中，单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子具有如式(1)所示的结构：PEG‑L‑A式(1)；其中，PEG具有单一分子量的线型或支化型聚乙二醇链段；L表示‑C(O)‑NH‑、‑C(O)‑O‑、C1～C21亚烷基、中的一种或多种的组合；A为具有如下式(2)或式(3)所示结构的菁染料基团，其中，R1为H、F、Cl、Br、I或SO‑；R6为H、COOH、OH、NH2或SO3 ‑；m1和m2各自独立地表示0～20之间的整数。

Description

单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子及其应用
技术领域
本公开涉及生物医药的技术领域，尤其涉及一种单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子及其应用，具体地，设计一种低免疫原性和肿瘤高度靶向的单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子。
背景技术
目前，肾脏疾病已经发展成为一种发病率和死亡率都很高的全球性疾病。在早期发现肾功能障碍可以及时进行肾保护干预，然而，常规使用的生物标志物，如血尿素氮和肌酐，对早期肾功能不敏感，可能会导致后期致命的肾功能衰竭。传统的无创静脉体内成像技术，如：正电子发射断层扫描(PET)，磁共振成像(MRI)和计算机断层扫描(CT)等技术，已用于肾功能障碍的评估，然而，这些测试具有较高成本、低可及性和暴露于辐射的潜在风险，限制了其进一步改进和临床推广。
与传统的评估方法相比，实时体内光学成像表现出较高的时空分辨率和灵敏度，对早期肾脏疾病诊断的巨大潜力。此外，现有技术中传统聚乙二醇(PEG)或两性离子肾可清除探针由于其有限的血液循环半衰期(t1/2<2h)，会导致较差的被动靶向成像性能，对于一些难以检测的肿瘤，如肾细胞癌，更需要活性靶向荧光团。相关技术中尽管已经将聚乙二醇广泛用于药物制备，但仍可观察到聚乙二醇化药物对非特异性蛋白质的吸收。蛋白质冠的形成直接决定了聚乙二醇化药物在体内的命运，可能导致聚乙二醇化药物在肝脏和脾脏的严重富集，从而降低输送效率，影响治疗效果。
因此，迫切需要制备一种能够用于提高亮度和长循环时间的单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子，作为肾透明有机荧光探针用于肾脏疾病的靶向生物成像。
发明内容
针对上述技术问题，本公开提供了一种单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子及其应用，以期至少部分地解决上述提及的技术问题。
为了解决上述技术问题，本公开提供的技术方案如下：
作为本公开的一个方面，提供了一种单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子，具有如式(1)所示的结构：
PEG-L-A式(1)；
其中，PEG具有单一分子量的线型或支化型聚乙二醇链段；
L表示-C(O)-NH-、-C(O)-O-、C1～C21亚烷基、 中的一种或多种的组合；
A为具有如下式(2)或式(3)所示结构的菁染料基团：
其中，R1为H、F、Cl、Br、I或SO-；
R6为H、COOH、OH、NH2或SO3 -；
m1和m2各自独立地表示0～20之间的整数。
在其中一个实施例中，L选自X1-X8结构中的任意一种：
其中，m各自独立地选自0～20之间的整数。
在其中一个实施例中，PEG具有如下所示的结构：
其中，R3为功能性基团；
n独立地选自4～500，k选自0～50。
在其中一个实施例中，所述PEG结构中n独立地选自40～200。在其中一个实施例中，R3为以下结构中的任意一种：
其中，R8为以下结构中的任意一种：
R9为H、C1～C10烷基、Cl、Br、I中的任意一种。
在其中一个实施例中，所述单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子选自如下所示的化合物：
在其中一个实施例中，所述单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子能够在水中以单链形式溶解；
其分子量为1000～100000。
在其中一个实施例中，所述单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子的分子量为1000～50000。
作为本公开的第二个方面，提供了一种上述单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子在制备光热治疗的药物中的应用。
作为本公开的第三个方面，提供了一种上述单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子在在生物荧光成像方面的应用。
基于上述技术方案，本公开提供的单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子及其应用，通过将具有单一分子量的线型或支化型聚乙二醇链段与菁染料连接，设计合成了带有不同末端官能团、不同分子量的单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子，相比多分散聚乙二醇，经单一分子量聚乙二醇修饰后，规整的单一分子量聚乙二醇结构对蛋白质有更好的抵抗作用，减轻了B细胞向浆细胞分化，减少抗体产生，有效延长了血液循环时间，能够延长药物体系与病灶部位的接触时间，提高了药物在肿瘤部位的浓度，通过增强的渗透和滞留效应提高了对肿瘤部位组织的被动靶向作用，从而提高治疗效果，减少毒副作用。并且，单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子可以在正常肾组织中的快速代谢，在菁染料结构的标记作用下在肿瘤组织处呈现出明显的边界，其肿瘤组织处的荧光强度比肾正常组织亮很多，与现有多分散聚乙二醇化功能分子(无法区分正常肾组织与肿瘤组织)相比，单一分子量聚乙二醇的保护作用减少了抗体的产生，使功能分子靶向肿瘤组织，可以结合染料荧光能够区分正常组织和肿瘤，能够明显区分正常肾组织与肿瘤组织。单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子在正常肾组织含量低并能够精确富集“照亮”肿瘤，可以在保护肾功能和肾切除手术中发挥重要作用，具有较高应用前景。
附图说明
图1为本公开实施例2中单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子的高分辨率质谱(ESI-MS)图；
图2为本公开实施例3中多分散聚乙二醇化水溶性功能分子的高分辨率质谱(ESI-MS)图；
图3为本公开实施例3中聚乙二醇化水溶性功能分子的高效液相色谱(HPLC)图；
图4为本公开实施例3中聚乙二醇化水溶性功能分子的凝胶渗透色谱(GPC)图；
图5本公开实施例7中不同时间段内原位肾癌模型小鼠俯卧状态的活体荧光成像图；
图6本公开实施例7中不同时间段内原位肾癌模型小鼠仰卧状态的活体荧光成像图；
图7为本公开实施例7中注射样品24h后原位肾癌模型小鼠的肾脏荧光成像图；
图8为本公开实施例7中原位肾癌模型小鼠的肾脏的荧光定量平均辐射效率图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开作进一步的详细说明。
在实现本公开的过程中发现，药物分子在与肾隔室相互作用后，可通过肾小球滤过和肾小管分泌两种不同途径通过肾脏排出，对于一些与肾隔室相互作用小、流体动力直径小于6nm的分子，可通过肾小球滤过膜快速被动排出。一些其他分子可以从管周毛细血管主动排泄到近端小管腔内，通过结合近端小管细胞基底外侧的转运蛋白，再流入细胞并从管腔侧流出。相关技术中的肾可清除纳米荧光团和有机染料主要采取肾小球滤过途径，已用于检测肾功能障碍或改善多种癌症的荧光引导手术造影剂。然而，在正常肾组织上选择性靶向原发性肾癌的药物分子很少，荧光引导分子以阳性对比(高荧光)“照亮”肿瘤边缘，在荧光引导下部分肾切除术保留肾功能，对改善肾癌患者的生活质量是非常需要的。
鉴于相关技术中存在的技术问题，本公开提供了一种单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子，通过将具有单一分子量的线型或支化型聚乙二醇链段与菁染料连接，设计合成了带有不同末端官能团、不同分子量的单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子，具有更长的血液循环时间以及更好的肿瘤靶向效果，避免了在已获批的聚乙二醇化药物和制剂中引入新的成分，为聚乙二醇化药物的设计开发和临床应用提供了一种全新的思路。
具体地，作为本公开的一个方面，提供了一种单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子，具有如式(1)所示的结构：
PEG-L-A式(1)；
其中，PEG具有单一分子量的线型或支化型聚乙二醇链段；
L表示-C(O)-NH-、-C(O)-O-、C1～C21亚烷基、 中的一种或多种的组合；
A为具有如下式(2)或式(3)所示结构的菁染料基团：
其中，R1为H、F、Cl、Br、I或SO-；
R6为H、COOH、OH、NH2或SO3 -；
m1和m2各自独立地表示0～20之间的整数，例如m1和m2相同：可以是3、8、12、15、16、18、20；或m1和m2相同：m1选自4、8、12、16、20时，m2选自3、5、7、9、15、17。但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为优选，R1为H或SO-；R6为H或SO3 -；m1选自2～5之间的整数，例如是2、3、4、5，m2选自0～8之间的整数，例如是1、3、5、7、8。
根据本公开的实施例，单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子将具有单一分子量的线型或支化型聚乙二醇链段与菁染料结构相连接，其中，单一分子量的线型或支化型聚乙二醇链段具有较高的精确度，可以提高单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子的肿瘤靶向性以及循环时间。
根据本公开的实施例，L选自X1-X8结构中的任意一种：
其中，m各自独立地选自0～20之间的整数，，例如为5、8、10、15、20、25、30。
作为优选，m各自独立地选自0～8，例如为1、2、3、4、6、7。
根据本公开的实施例，PEG具有如下所示的结构：
其中，n独立地选自4～500，例如为50、100、200、250、300、350、400、450、500；作为优选，各个n独立地选自40～200，例如为40、60、80、100、150、180、200。k选自0～50，例如为5、10、15、20、25、30、35、40、50；作为优选，k选自0～25，例如为4、6、8、12、16、18、24。但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
根据本公开的实施例，单一分子量的线型或支化型聚乙二醇链段PEG的聚合度n在4～500范围内，当n过小时，无法有效抵抗蛋白的吸附，当n大于500时，合成难度过大，性能上也没有明显提升。n优选40-200，此范围内可以有效抵抗蛋白质冠，靶向肿瘤，而且合成难度适中。
根据本公开的实施例，R3为功能性基团，R3为以下结构中的任意一种：
其中，R8为以下结构中的任意一种：
R9为H、C1～C10烷基、Cl、Br、I中的任意一种。
根据本公开的实施例，功能性基团R4用于连接各种蛋白或者其他小分子结构，不同基团可分别于连接特定的蛋白结合。作为优选，R9为氢、氟、氯、溴、正丙基、异丙基、正丁基、正己基、正辛基、异丁基。
根据本公开的实施例，所述单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子选自如下所示的化合物：
根据本公开的实施例，所述单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子能够在水中以单链形式溶解，可以可逆或非可逆地与蛋白结合增强肿瘤靶向效果和血液循环时间。
根据本公开的实施例，单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子的分子量为1000～100000，例如可以是5000、8000、10000、20000、50000、80000等。作为优选，所述单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子的分子量为1000～50000，例如可以是2000、6000、8000、12000、23000、35000、48000等。但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本公开的第二个方面，提供了一种上述单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子在制备光热治疗的药物中的应用。
作为本公开的第三个方面，提供了一种上述单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子在在生物荧光成像方面的应用。
根据本公开的实施例，单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子可以可逆或非可逆地与蛋白结合增强肿瘤靶向效果和血液循环时间，在正常肾组织中可以进行快速代谢，从而在肿瘤组织处呈现出明显的边界，其肿瘤组织处的荧光强度比肾正常组织亮很多，在正常肾组织含量低并能够“照亮”肿瘤，可有效区分肾正常组织与肾癌组织部分。
为了使本公开的目的、技术方案和优点更加的清晰明确，以下通过具体实施例结合附图对本公开的技术方案和原理做进一步阐述说明。需要注意的是，下述的具体实施例仅是作为举例说明，本公开的保护范围并不限于此。
下述实施例中所用的试验材料和试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。实施例中未注明具体技术或条件者，均为常规方法，可以按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
本公开实施例中所采用的原料说明如下：
聚乙二醇2000(HO-PEG2000-OH，Mn＝2.0kDa，Mw/Mn＝1.02；平均聚合度DP为45)和甲氧基聚乙二醇2000(MeO-PEG2000-OH，Mn＝2.0kDa，Mw/Mn＝1.02；平均聚合度DP为45)从赛诺邦格(sinoPEG)购买并直接使用；商业品多分散HO-PEG2000C-SH(Mn＝2.0kDa,Mw/Mn＝1.05，平均聚合度DP为45)购自上海芃圣生物科技有限公司并直接使用。Sulfo-Cyanine7.5maleimide、Sulfo-Cyanine5.5 maleimide、Sulfo-Cyanine7.5 amine和Sulfo-Cyanine5.5amine染料从Lumiprobe公司购买并直接使用；二月桂酸二丁基锡(DBTL)、三乙基硅烷、N-甲基吗啡啉、4-(4,6-二甲氧基三嗪-2-基)-4-甲基吗啉盐酸盐、甲醇、乙酸乙酯(EA)均购自国药化学试剂有限公司；使用MILI-Q SP试剂水系统(微孔)制备去离子水，去离子水的比电阻率为18.4MΩcm；其他的试剂均购自国药化学试剂有限公司，除另外有说明外，均按原样使用。
实施例1
首先，制备聚合度为16的单一分子量聚乙二醇HO-PEG16-OH：下式为本申请实施例1中制备单一分子量聚乙二醇HO-PEG16-OH的合成流程，如下式所示：
(1)将具有如式1所示结构的化合物1(1g，0.35mmol)、四甘醇(0.68g，3.5mmol)、4-二甲氨基吡啶(24mg，0.2mmol)、N，N'-二环己基碳二亚胺(144mg，0.7mmol)溶解在10mL无水二氯甲烷中。在氩气的氛围下室温反应12小时。抽滤除去不溶性物质，旋蒸除去二氯甲烷，加入50mL PE:EA＝1:1的溶剂，用50mL水洗涤有机相3次后将有机相旋干。得到固体产物聚乙二醇衍生物1.0g，具有如式2所示结构，反应转化率为93％。
(2)将聚乙二醇衍生物2(3g，1mmol)和对甲苯磺酰氯(0.19g，1mmol)在20mL四氢呋喃和含有氢氧化钠(0.2g，5mmol)的10mL水溶液溶解并冰浴下搅拌6小时，随后加入200毫升乙酸乙酯分层取有机相旋干得到中间产物3。
(3)将中间产物3(1.4g，0.45mmol)、以及八甘醇HO-PEG8-OH(74mg，0.2mmol)溶解在20mL四氢呋喃中，加入氢化钠(12mg，0.5mmol)，室温下搅拌12小时。抽滤后使用石油醚：乙酸乙酯＝4：1对滤液进行柱层析纯化，得到产物为键连有直链寡聚乙二醇的多元醇4，其结构如式4所示。
(4)将键连有直链寡聚乙二醇的多元醇4(1.15g，0.18mmol)在含有2克氢氧化钠的20毫升甲醇溶液中回流6小时得到十六甘醇(0.13g，0.18mmol)，即为单一分子量聚乙二醇HO-PEG16-OH。
其次，制备聚合度为32的单一分子量聚乙二醇HO-PEG32-OH：
采用如上述步骤(1)～(4)相同的操作方法，唯一不同的是将步骤(1)和(3)中的四甘醇和八甘醇分别替换为重复单元为8的单一分子量聚乙二醇HO-PEG8-OH和重复单元为16的单一分子量聚乙二醇HO-PEG16-OH，即制备得到聚合度为32的单一分子量聚乙二醇HO-PEG32-OH。
同样，制备聚合度为45的单一分子量聚乙二醇HO-PEG45-OH：
采用如上述步骤(1)～(4)相同的操作方法，唯一不同的是将步骤(1)和(3)中的四甘醇和八甘醇替都换为重复单元为15的单一分子量聚乙二醇HO-PEG15-OH，即制备得到聚合度为45的单一分子量聚乙二醇HO-PEG45-OH。
实施例2
采用分子量为2000，聚合度为45的单一分子量聚乙二醇(HO-PEG45-SH)与Sulfo-Cyanine7.5 maleimide(Cy7.5-MI)染料制备单一分子量聚乙二醇化水溶性功能分子，具体结构如式A所示。
上式为本公开实施例2中制备单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子的合成步骤，如上式所示，首先将实施例1制备得到的HO-PEG45-OH(200mg，0.1mmol)、STrt-CON3(根据文献Angew.Chem.Int.Ed.2020，59，18172-18178制备得到该物质)(44mg，0.1mmol)和DBTL(6mg，0.01mmol)加入到10mL甲苯中，使用油泵抽走甲苯除去体系中的水分，再加入无水甲苯10mL，85度下反应4小时，随后旋蒸除去甲苯，使用循环制备凝胶渗透色谱(GPC)分离纯化产物，得到TrtS-PEG45-OH约168mg，产率70％。将上述得到的TrtS-PEG45-OH溶解在10mL二氯甲烷中，加入0.5mL三乙基硅烷和5mL三氟乙酸，室温下搅拌2小时后，浓缩溶剂大约剩余0.5mL后加入40mL乙醚，离心，得到固体产物HS-PEG45-OH约150mg，产率99％。
称取10mg 4.1μmol的单一分子量聚乙二醇HO-PEG45-SH和5mg 4.6μmol含有马来酰亚胺的Cy7.5染料，溶解在2mL pH为7.4的磷酸缓冲液中，单一分子量聚乙二醇的巯基与Cy7.5上含有的马来酰亚胺进行反应，在室温下反应6小时，冻干水相后用乙酸乙酯洗涤固体，再进行离心，将离心后得到的固体用甲醇溶解，再次离心除去多余的磷酸缓冲液，再除去甲醇溶剂得到黑色固体产物15mg，即为如下式所示的单一分子量聚乙二醇化水溶性功能分子，标记为HO-PEG45-Cy7.5，反应转化率为99％。
通过高分辨率质谱法(ESI-MS)对单一分子量精确聚乙二醇水溶性功能分子HO-PEG45-Cy7.5进行测试，测试结果如图1所示，图1为本公开
实施例2中单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子的高分辨率质谱(ESI-MS)图。
实施例3
采用与实施例2相同的制备方法，唯一不同的是将单一分子量聚乙二醇替换为商业品多分散HO-PEG2000C-SH，最终得到多分散聚乙二醇化水溶性功能分子HO-PEG2000-Cy7.5。
通过高分辨率质谱法(ESI-MS)对多分散聚乙二醇水溶性功能分子HO-PEG2000-Cy7.5进行测试，测试结果如图2所示，图2为本公开实施例3中多分散聚乙二醇化水溶性功能分子的高分辨率质谱(ESI-MS)图。
再分别通过高效液相色谱法(HPLC)和凝胶渗透色谱法(GPC)对单一分子量精确聚乙二醇水溶性功能分子HO-PEG45-Cy7.5以及多分散聚乙二醇化水溶性功能分子HO-PEG2000-Cy7.5进行测试，测试结果如图3和图4所示。图3为本公开实施例3中聚乙二醇化水溶性功能分子的高效液相色谱(HPLC)图；图4为本公开实施例3中聚乙二醇化水溶性功能分子的凝胶渗透色谱(GPC)图。
实施例4
采用与实施例2相同的制备方法，唯一不同的是将Cy7.5-MI替换为Cy5.5-MI，最终得到单一分子量聚乙二醇化水溶性功能分子HO-PEG45-Cy5.5，具体结构如下所示。
实施例5
采用分子量为2000，聚合度为45的单一分子量聚乙二醇(HO-PEG2000-NH2)与Cy7.5-COOH染料制备单一分子量聚乙二醇化水溶性功能分子。
首先，如上式所示，将MeO-PEG13-OH(604mg，1mmol)、TsCl(380mg，2mmol)和NaOH(400mg，10mmol)加入到10mL四氢呋喃和5mL水的混合溶液中，冰浴下反应12小时，随后30℃下搅拌2小时以水解过量的TsCl，旋蒸除去四氢呋喃，使用20mL DCM萃取水相三次，合并有机相，干燥后旋干得到MeO-PEG16-OTs约720mg，产率95％。将上述产物MeO-PEG16-OTs(152mg，0.2mmol)、以及三十二甘醇HO-PEG32-OH(580mg，0.4mmol)溶解在5mL四氢呋喃中，加入氢化钠(12mg，0.5mmol)，室温下搅拌12小时。抽滤后使用循环制备的凝胶渗透色谱进行纯化，得到产物MeO-PEG45-OH。
上式为本公开实施例4中制备单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子的合成步骤，如上式所示，将MeO-PEG45-OH(200mg，0.1mmol)、TsCl(38mg，0.2mmol)和NaOH(40mg，1mmol)加入到10mL四氢呋喃和5mL水的混合溶液中，冰浴下反应12小时，随后30℃下搅拌2小时以水解过量的TsCl，旋蒸除去四氢呋喃，使用20mL DCM萃取水相三次，合并有机相，干燥后旋干得到MeO-PEG45-OTs约200mg，产率93％。再将上述得到的MeO-PEG45-OTs、NH(Boc)2(43mg，0.2mmol)和碳酸钾(138mg，1mmol)溶解在10mL无水N，N-二甲基甲酰胺中，100℃下搅拌24小时后，浓缩溶剂大约剩余0.5mL后加入40mL乙醚，进行离心处理，得到固体产物MeO-PEG45-NBoc2约205mg，产率99％。将上述全部MeO-PEG45-NBoc2溶解在10mL 4M HCl的甲醇溶液中，室温搅拌12小时后，旋蒸除去所有溶剂即可，得到MeO-PEG45-NH2约185mg，产率99％。
称取20mg 10μmol单一分子量聚乙二醇衍生物MeO-PEG45-NH2、10mg 9.2μmol含有羧基的Cy7.5染料(Cy7.5-COOH)、3.5mg 12μmol 4-(4,6-二甲氧基三嗪-2-基)-4-甲基吗啉盐酸盐、2mg 20μmol N-甲基吗啡啉按顺序加入到1mL无水四氢呋喃中，室温下搅拌24小时，后续使用高效液相色谱(HPLC)分离纯化产物，得到黑色固体产物21mg，即为如下式所示的单一分子量聚乙二醇化水溶性功能分子，标记为MeO-PEG45-Cy7.5，产率为71％。
实施例6
采用与实施例5相同的制备方法，唯一不同的是将Cy7.5-COOH替换为Cy5.5-COOH，最终得到单一分子量聚乙二醇化水溶性功能分子MeO-PEG45-Cy5.5，具体结构如下所示。
实施例7
向雌性裸鼠(6周龄)腹腔注射戊巴比妥钠10mg/mL溶液约100μL，等待小鼠麻醉后剔除背部毛发然后固定起来，找准肾脏的位置小心剪开表皮和内皮，找到椭圆形肾脏器官后，将注射器扎到肾脏表皮，缓慢注射RENCA小鼠肾癌细胞悬浮液20μL(约300万细胞)，等待5秒后拔出注射器，随后使用缝合线对小鼠背部进行缝合。
将具有原位肾癌模型的雌性裸鼠(体重差异不超过20g)随机分为两组，并安置在标准环境条件下(23±1℃，50±5％湿度，12/12h明暗循环)，免费获得水和标准实验室食物。向具有原位肾癌模型的雌性裸鼠中的第一组尾静脉注射200μL 0.1mM的单一分子量聚乙二醇化水溶性体功能分子HO-PEG45-Cy7.5，向第二组注射200μL 0.1mM的多分散聚乙二醇化水溶性功能分子HO-PEG2000-Cy7.5。
每间隔一段时间使用小动物活体成像系统(IVIS Lumina XRMS Series III(PerkinElmer))和近红外二区荧光活体成像系统(Series III 900/1700)观察小鼠肾脏处的荧光强度，活体成像前，所有小鼠均通过异氟烷进行气体麻醉。小动物活体成像系统测试参数设置为：激发波长785±10nm，接收的发射波长：845±20nm；近红外二区荧光活体成像系统测试参数设置为：激发光808nm，滤光片1000nm，接收光1000-1700nm，激光功率1W，曝光时间20ms。
测试后图像用LightField成像软件和Image J进行处理，图5和图6分别为不同时间段内原位肾癌模型小鼠俯卧和仰卧状态下的活体成像图，图7为本公开实施例7中注射样品24h后原位肾癌模型小鼠的肾脏成像图，图8为本公开实施例7中原位肾癌模型小鼠的肾脏的荧光定量平局辐射效率图。由图5-图8可以观察到，传统多分散PEG在肾正常组织的滞留，使其正常组织与肿瘤组织荧光相差不多，可能会导致肾毒性；单一分子量精确PEG靶向肿瘤效果好，而且在肾的滞留程度低，会很快转移到膀胱代谢掉，使其在肾正常组织和肿瘤组织处含量差异大，荧光差异明显，可以明显区分。单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子可以非常有效的区分肾正常组织与肾癌组织部分，具有高度的肾癌靶向性。
根据本公开提供的单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子产生的抗体量远小于多分散聚乙二醇化水溶性功能分子，基于单一分子量精确聚乙二醇所构建水溶性功能分子表面的蛋白质冠总量最少，带有马来酰亚胺基团的功能分子表面的蛋白质冠中具有更高的白蛋白含量，而免疫球蛋白和补体蛋白含量则相对较低。在原位肾癌模型中，单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子可以非常有效的区分肾正常组织与肾癌组织部分，初步证实了单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子具有更好的“隐身”效应、更弱的免疫原性和抗原性。以阳性对比(高荧光)“照亮”肿瘤边缘，有助于在荧光引导下部分肾切除术中保留肾功能，同时改善肾癌患者的生活质量。
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子，具有如式(1)所示的结构：
PEG-L-A式(1)；
其中，PEG具有单一分子量的线型或支化型聚乙二醇链段；
L表示-C(O)-NH-、-C(O)-O-、C1～C21亚烷基、 中的一种或多种的组合；
A为具有如下式(2)或式(3)所示结构的菁染料基团：
其中，R1为H、F、Cl、Br、I或SO3 -；
R6为H、COOH、OH、NH2或SO3 -；
m1和m2各自独立地表示0～20之间的整数。
2.根据权利要求1所述的单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子，其中，
L选自X1-X8结构中的任意一种：
其中，m各自独立地选自0～20之间的整数。
3.根据权利要求1所述的单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子，其中，
PEG具有如下所示的结构：
其中，R3为功能性基团；
n独立地选自4～500，k选自0～50。
4.根据权利要求3所述的单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子，其中，
所述PEG结构中n独立地选自40～200。
5.根据权利要求3所述的单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子，其中，
R3为以下结构中的任意一种：
其中，R8为以下结构中的任意一种：
R9为H、C1～C10烷基、Cl、Br、I中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子，其中，
所述单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子选自如下所示的化合物：
7.根据权利要求1所述的单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子，其中，
所述单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子能够在水中以单链形式溶解；
其分子量为1000～100000。
8.根据权利要求7所述的单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子，其中，
所述单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子的分子量为1000～50000。
9.一种如权利要求1～8中任意一项所述的单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子在制备光热治疗的药物中的应用。
10.一种如权利要求1～8中任意一项所述的单一分子量精确聚乙二醇化水溶性功能分子在生物荧光成像方面的应用。
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