本发明涉及生物探针，具体涉及一种过氧化氢响应的水溶性超分子荧光探针及其制备方法和应用。
背景技术：
1、急性肾损伤(aki)是一种具有高发病率和死亡率的急性综合征。由于目前临床干预aki的方法有限，其早期诊断显得尤为重要。目前常用的aki评定标准为血清肌酸酐(scr)及尿素氮(bun)的升高，但是此类生物指标具有高滞后性的缺点，目前亟需开发灵敏度更高，响应速度更快的生物探针用于肾损伤诊断。
2、cn112592974a公开了一种检测rps7基因和/或srp14基因表达水平的试剂盒，能够在小鼠模型中于肾损伤发生24h后通过血清或尿液评估损伤程度，但是该类检测试剂盒需要使用elisa法检测蛋白表达水平，具有检测耗时长，成本高，对测试设备及环境要求高的局限性。相比之下，基于吸收光/荧光/自发光的光学检测手段具有灵敏度高，检测简便的优点。cn115925728a公开了一种用于肾损伤诊断的近红外探针，具有较高的准确性和灵敏度，但其合成步骤复杂且需要使用二甲亚砜(dmso)作为溶剂进行体内注射，具有潜在毒性。
3、在多种肾损伤过程中，由细胞损伤及炎症反应造成的高浓度活性氧(ros)均为一典型标志物，其中，过氧化氢为一种主要的活性氧分子，在损伤初期即有提升，具有早期诊断的利用价值。苯硼酸具有灵敏的过氧化氢响应性和较低的生物毒性，被广泛应用在了过氧化氢响应前药设计修饰领域。例如，文献(c.cheng,chemical engineering journal,2020,380,122474)公开了一种硼酸修饰的荧光分子前体，其具有如下结构：
4、
5、该分子能够在过氧化氢刺激下自发产生荧光素，过程如下：
6、
7、但是，该分子水溶性较差，在很大程度上限制了其在疾病诊断方面的应用。
8、环糊精是一类具有亲水性外壳和疏水性空腔的环状分子，它能够与多种疏水分子基于超分子作用力形成嵌套结构以达到增溶效果。其中，倍他环糊精具有较低的获取成本和良好的嵌套性能，其与1,2-环氧丙烷的醚化物羟丙基倍他环糊精具有更加良好的水溶性，作为药用辅料被收列入《中华人民共和国药典》[128446-35-5]中，现已被广泛应用于制药领域。
9、但现有技术中未曾报道硼酸修饰的荧光分子前体i或其类似结构能够与环糊精实现超分子嵌套的可能或启示。
技术实现思路
1、本发明针对目前肾损伤诊断检出时间滞后、检测成本较高、诊断剂制备复杂的问题，基于活性氧响应的荧光素前体，借助超分子作用增溶的方法设计了一种过氧化氢响应的水溶性超分子荧光探针。
2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
3、一种过氧化氢响应的水溶性超分子荧光探针，所述荧光探针包括客体和主体嵌套配位形成的超分子荧光化合物，其中主体为羟丙基倍他环糊精，客体为结构如下的荧光分子前体：
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5、本发明中意外发现上述荧光分子前体能够与羟丙基倍他环糊精嵌套形成超分子荧光化合物，实现增溶的效果获得水溶性荧光探针，与增溶前相比，水溶性荧光探针具有更简便的给药方式，生物相容性更佳，生物吸收代谢速率更快、效率更高，且更易于经肾代谢排出体外。
6、所述羟丙基倍他环糊精与荧光分子前体的质量比为15-20:1。该范围内的荧光探针水溶性更好。
7、所述水溶性超分子荧光探针的荧光检测激发波长为400-525nm，发射波长为475-625nm。
8、所述水溶性超分子荧光探针的紫外-可见光吸收检测波长为425-525nm。
9、本发明还提供所述的过氧化氢响应的水溶性超分子荧光探针的制备方法，包括步骤：将荧光分子前体和羟丙基倍他环糊精水溶液混合至澄清，冻干得到所述水溶性超分子荧光探针。本发明中的荧光探针制备方法简单高效，无需复杂操作流程和原料，成本低，易实现工业化推广应用。
10、本发明还提供一种用于肾损伤/泌尿系统肿瘤诊断或与诊断的诊断试剂/试剂盒，包括所述的水溶性超分子荧光探针。该荧光探针能够在高浓度过氧化氢刺激下分解，释放出高量子效率的水溶性荧光分析荧光素，从而实现便捷检测，特别适用于肾损伤前期诊断或其他泌尿系统肿瘤疾病等。
11、本发明还提供所述的水溶性超分子荧光探针/诊断试剂/试剂盒在制备泌尿系统疾病诊断或预诊断的荧光成像剂中的应用。
12、所述泌尿系统疾病伴随泌尿系统组织的过氧化氢浓度升高，包括但不限于肾损伤、泌尿系统肿瘤，尿路感染等任一种或多种疾病。所述荧光成像剂通过小鼠静脉注射进入，从尿液荧光或紫外-可见光吸收实现检测。
13、所述荧光成像剂的静脉注射用量为31-41mg/kg。其中荧光分子前体有效用量为4-8μmol/kg。
14、本发明还提供所述诊断剂的应用方法，步骤如下：
15、首先收集尿液标本作为参考依据，随后静脉内注射所述诊断剂31-41mg/kg，收集静脉注射后首次自然排尿尿液，与参考尿液比较激发波长为400-525nm，发射波长为475-625nm处荧光，或425-525nm波长处的紫外-可见光吸收。
16、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
17、(1)本发明的活性氧响应荧光探针具有优异的水溶性，在肾损伤组织高浓度过氧化氢刺激下才会分解，释放出荧光分子荧光素，在正常组织和体液环境中稳定存在。且探针分子的构成成分羟丙基倍他环糊精，荧光分子前体，以及刺激响应产物荧光素具有良好的生物相容性，不会产生毒副作用。
18、(2)本发明制备得到的活性氧响应荧光探针依赖损伤部位高浓度过氧化氢进行响应诊断。与常用的血液生化指标血清肌酸酐、血清尿素氮相比，本发明制备的探针能够在损伤早期即进行有效诊断。
19、(3)本发明制备得到的活性氧响应荧光探针在应用中依据尿液荧光进行诊断，具有检测简便，灵敏度高的优点。
20、(4)本发明制备得到的水溶液组分简单，易于大批量快速制备，具有转化应用的前景。
1.一种过氧化氢响应的水溶性超分子荧光探针，其特征在于，所述荧光探针包括客体和主体嵌套配位形成的超分子荧光化合物，其中主体为羟丙基倍他环糊精，客体为结构如下的荧光分子前体：
2.根据权利要求1所述的过氧化氢响应的水溶性超分子荧光探针，其特征在于，所述羟丙基倍他环糊精与荧光分子前体的质量比为15-20:1。
3.根据权利要求1所述的过氧化氢响应的水溶性超分子荧光探针，其特征在于，所述水溶性超分子荧光探针的荧光检测激发波长为400-525nm，发射波长为475-625nm。
4.根据权利要求1所述的过氧化氢响应的水溶性超分子荧光探针，其特征在于，所述水溶性超分子荧光探针的紫外-可见光吸收检测波长为425-525nm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的过氧化氢响应的水溶性超分子荧光探针的制备方法，其特征在于，包括步骤：将荧光分子前体和羟丙基倍他环糊精水溶液混合至澄清，冻干得到所述水溶性超分子荧光探针。
6.一种用于肾损伤/泌尿系统肿瘤诊断或与诊断的诊断试剂/试剂盒，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的水溶性超分子荧光探针。
7.根据权利要求1-4或6任一项所述的水溶性超分子荧光探针/诊断试剂/试剂盒在制备泌尿系统疾病诊断或预诊断的荧光成像剂中的应用。
8.根据权利要求7所述的水溶性超分子荧光探针/诊断试剂/试剂盒在制备泌尿系统疾病诊断或预诊断的荧光成像剂中的应用，其特征在于，所述泌尿系统疾病伴随泌尿系统组织的过氧化氢浓度升高，包括肾损伤、泌尿系统肿瘤，尿路感染中任一种或多种。
9.根据权利要求7所述的水溶性超分子荧光探针/诊断试剂/试剂盒在制备泌尿系统疾病诊断或预诊断的荧光成像剂中的应用，其特征在于，所述荧光成像剂通过小鼠静脉注射进入，从尿液荧光或紫外-可见光吸收实现检测。
10.根据权利要求9所述的水溶性超分子荧光探针/诊断试剂/试剂盒在制备泌尿系统疾病诊断或预诊断的荧光成像剂中的应用，其特征在于，所述荧光成像剂的静脉注射用量为31-41mg/kg。
