[发明专利]AIE纳米粒子缀合物及其方法

说明书

描述了包含两亲性聚合物纳米粒子(例如DSPE‑PEG)的组合物，其包封具有聚集诱导发射(AIE)特征的光稳定剂。光稳定的AIE试剂优选地是具有四苯基乙烯部分的小有机分子。通过改性的纳米沉淀法合成纳米粒子，并通过改变负载比、溶剂比和该聚合物的亲水性长度与疏水性长度的比例来控制这些纳米粒子的尺寸。用可缀合基团对这些纳米粒子进行表面改性，以共价连接至至少一种靶向部分，例如IgG、EGFR和Her2的抗体或亲和体。描述了使用这些纳米粒子组合物用于免疫染色活细胞或使活细胞成像或检测活细胞或跟踪活细胞(例如癌细胞)的方法。

本申请要求于2016年4月15日提交的美国临时申请号62/323,594的权益。上述申请的全部传授内容通过引用并入本文。

由具有聚集诱导发射特征的荧光团(AIE荧光团)制造的有机纳米粒子作为荧光生物成像的有希望的平台已经受到广泛关注。这些AIE荧光团在良好的溶剂中在分子分散状态下是不发光的，但是可以诱导在聚集或干燥状态下发出强荧光。这种独特的AIE特性使得有可能制造出超亮的基于AIE荧光团的有机纳米粒子(AIE NP)，这些有机纳米粒子具有用于生物应用的出色的水分散性和良好的光稳定性。这些纳米粒子通常缺乏对细胞或任何生物学事件的特异性，因为它们没有表面靶向基团。

在另一方面，抗体已广泛用于靶向特定蛋白质，用于研究和理解不同蛋白质的功能以及它们之间的相互作用。荧光标记抗体已成为这些研究的有力工具。包括Cy3、FITC和Alexa等的小有机染料占据了这一领域的主导地位；然而，它们往往在激光激发下迅速漂白，在很大程度上限制了它们长期研究的性能。虽然半导体纳米晶体量子纳米粒子(QD)具有高亮度和大大改善的光稳定性，但是它们由其整体组分产生的内在毒性已引起人们的极大关注。因此，新颖的荧光AIE NP可通过与其表面上的抗体缀合而用作开发下一代免疫染色试剂的有希望的候选物。

调整AIE荧光团的吸收/发射波长的能力不仅允许它们用可相容的常见激光器激发以实现最佳发射，而且还提供多路检测的机会，这进一步简化了检测过程并降低了仪器成本。基于四苯基乙烯(TPE)的AIE发射器是令人感兴趣的。这些分子可以在仅仅很少的步骤中从市售的具有可调的吸收和发射波长以及高达1(unity)的高量子产率的材料合成。结构的颜色代表AIE荧光团的相应发射：分别地蓝色、绿色和红色。参见图1。合成这些分子并使用核磁共振光谱(NMR)和元素分析确认它们的结构。

附图说明

如附图中所示，从示例性实施例的以下更具体的描述中，前述内容将变得显而易见。这些图不一定是按比例绘出，而是着重展示实施例。

图1示出了具有可调的光学特征的AIE荧光团的分子结构。结构的颜色代表AIE荧光团的相应发射：分别地蓝色、绿色和红色。

图2是AIE NP形成的图示。这里中等尺寸意味着尺寸大于25nm且超小尺寸小于5nm。

图3A-3C是纳米粒子的光学特性的图。合成的NP在水中的归一化UV(实线)和光致发光(PL)(虚线)光谱(图3A蓝色，在357nm激发；图3B绿色，在423nm激发；图3C红色，在506nm激发)。

图4示出了合成的纳米粒子的激光散射数据。

图5是蛋白质/抗体与AIE NP缀合的示意图。

图6A-6F分别示出了蓝色(图6A、6D)、绿色(图6B、6E)和红色(图6C、6F)AIE-IgG纳米粒子的UV(实线)和PL(虚线)光谱(图6A-6C)和尺寸分布(图6D-6F)。

图7A示出了在4℃孵育18天后三种AIE-IgG纳米粒子的荧光量子产率变化。图7B-7D示出了在4℃孵育18天之前和之后的蓝色(图7B)、绿色(图7C)和红色(图7D)AIE-IgG的尺寸分布。