[发明专利]一种具有聚集诱导发光效应的两亲性分子及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明属于细胞成像技术领域，涉及一种具有聚集诱导发光效应的两亲性分子，其制备方法，及其作为荧光探针在细胞成像中的用途。

背景技术

随着生命科学的发展，为了获得分子生物学功能的直观信息，人们致力于研究各种成像技术。荧光成像（fluorescenceimaging，FI）因其具有非破坏性、选择性好、灵敏度高等优点，逐渐成为人们关注的焦点。因此，研究性能优异的荧光染料已成为一个重要的研究方向，而目前用于活细胞成像的主要为有机染料。

传统有机染料中的荧光生色团主要是具有大共轭体系的刚性平面分子，在稀溶液中有较强的荧光，而在浓溶液中或者在固体状态下的荧光较弱，甚至不发光，即聚集导致荧光猝灭。在实际应用中，即使在很低的浓度下，这种荧光分子的聚集现象依然存在，从而降低了灵敏度。虽然科学家们尝试了很多化学和物理方法阻止荧光分子的聚集，但是作用都非常有限。

2001年，唐本忠课题组首次发现并报道了一类具有“聚集诱导发光效应”的化合物，它们在溶液中不发光或者发光很弱，但是在浓溶液中或者在固体状态下却发出强烈的荧光。这一发现从根本上克服了聚集诱导荧光猝灭的难题，为获得高效的荧光成像材料提供了一条新的路径。在已报道的具有聚集诱导发光（aggregation-inducedemission，AIE）效应的分子当中，四苯乙烯因其发光效率高、结构简单，而成为应用最广泛的结构单元。

作为细胞内的成像探针，荧光染料需要两个非常重要的条件，即水溶性和稳定性。为了改善荧光分子的水溶性以及稳定性，目前的研究集中在以下方面：（1）用二氧化硅包裹荧光团，以提高其稳定性和生物相容性；（2）用表面活性剂包裹具有聚集诱导发光效应的分子，使荧光分子能够稳定地分散在细胞中。但是上述思路均需要采用其他材料对荧光探针进行包裹，操作复杂，不易于施行。鉴于此，以更加简单、易行且有效的方式得到一种水溶性好并且能够稳定存在于细胞中的荧光探针已经成为本领域亟待解决的问题之一，具有重要的科研和经济价值。

发明内容

针对上述情况，本发明设计并合成了以四苯乙烯为构筑单元的，具有聚集诱导发光效应的水溶性两亲性分子，通过调节浓度自组装成稳定的纳米结构，并作为荧光探针应用于细胞成像。

具体而言，本发明中具有聚集诱导发光效应的两亲性分子的结构如式（I）所示：

其中：n为9至13中的任一整数，优选n=9。

上述如式（I）所示的具有聚集诱导发光效应的两亲性分子可以通过包括以下步骤的制备方法制得：

（1）在惰性气体保护下，向盛有溶剂的反应容器中加入式（II）化合物、式（III）化合物、亚铜盐和钯催化剂，其中式（II）化合物、式（III）化合物、亚铜盐、钯催化剂之间的摩尔比为2~4:1:0.05~0.1:0.05~0.1，在搅拌条件下再加入过量的缚酸剂，回流反应10~20小时，反应完成后，减压蒸馏除去溶剂，残留物采用水/二氯甲烷体系萃取，分离有机相后减压蒸馏除去二氯甲烷并得到粗品，再用硅胶柱色谱法纯化，得到式（IV）中间体；

；

（2）向反应容器中加入步骤（1）中得到的式（IV）中间体，再加入过量的吡啶，回流反应40~50小时，反应完成后，减压蒸馏除去吡啶并得到粗品，再用洗液洗涤并干燥，得到如式（I）所示的具有聚集诱导发光效应的两亲性分子；

。

优选的，步骤（1）中所述惰性气体为氩气或氮气，优选氩气。

优选的，步骤（1）中所述溶剂为四氢呋喃。

优选的，步骤（1）中所述亚铜盐选自碘化亚铜、溴化亚铜、氯化亚铜中的任意一种，优选碘化亚铜。

优选的，步骤（1）中所述钯催化剂为四(三苯基膦)钯或二(三苯基膦)二氯化钯，优选四(三苯基膦)钯。

优选的，步骤（1）中所述式（II）化合物、式（III）化合物、亚铜盐、钯催化剂之间的摩尔比为2:1:0.1:0.1。

优选的，步骤（1）中所述缚酸剂选自二乙胺、三乙胺、二异丙基乙基胺中的任意一种，优选三乙胺。

优选的，步骤（1）中所述硅胶柱色谱法的洗脱剂为乙酸乙酯/石油醚混合液，其中乙酸乙酯和石油醚的体积比为1:10。

优选的，步骤（2）中所述洗液为乙醚。

另外，本发明还请求保护上述如式（I）所示的具有聚集诱导发光效应的两亲性分子作为荧光探针在细胞成像中的用途。

与现有技术相比，采用上述技术方案的本发明具有如下优点：