[发明专利]一种具有生物相容性的聚集诱导发光体及应用

说明书

本发明涉及发现盐酸小檗碱作为一种聚集诱导发射(AIE)发光体。本发明还涉及使用盐酸小檗碱对哺乳动物细胞和活组织切片中的脂滴进行染色。本发明还提出了一种从自然界中获取更多的聚集诱导发射(AIE)发光体的策略，这些AIE发光体具有明显优于人造发光体的优势。

相关申请

本申请要求2018年7月10日递交的，申请号为62/763,915的美国临时专利申请的优先权，该美国临时专利申请的申请人为本专利申请的发明人，并且在此整个结合引用，以作参考。

技术领域

本申请涉及荧光检测技术领域，尤其涉及一种具有聚集诱导发射(AIE)特征的发光体盐酸小檗碱，并将其用于哺乳动物细胞和活组织切片中的脂滴进行染色，相比于人造发光体，该天然聚集诱导发光体具有明显优势。

背景技术

光是人类生存不可或缺的。在好奇心和光在人类生活中的关键作用的驱使下，人们从未停止寻找理想的发光体以及探索发光的本质。事实上，对发光材料的研究不仅加深了我们对发光过程潜在机制的认识，而且创造了许多改变我们生活的先进技术，包括照明、光纤通信和光学诊断等。

传统的平面发光剂通常在稀溶液中表现出明亮的发光，但在聚集时或在固态时完全发光或甚至不发光，这称为聚集引起的猝灭(ACQ)效应。这种ACQ效应极大地阻碍了其在许多实际应用中实现其全部潜力。2001年，有关学者发现了一类与ACQ呈现相反现象的化合物：它们在稀溶液中显示出可忽略不计的发射，但在聚集或固态下增强荧光，他们称之为聚集诱导发射(AIE)。AIE的发现解决了传统发光物质的ACQ问题。进一步的机制研究表明，限制分子内运动(RIM)，包括旋转和振动，对AIE现象起着关键作用。在RIM原理的指导下，各种AIEgens被设计和合成并应用于生物成像、化学传感器和光电子等不同领域。

到目前为止，几乎所有的AIEgens都是通过有机合成生产的。尽管这些合成的发光物质具有多样性和颜色可调性的优点，但它们通常与复杂的有机合成、高成本、环境不友好和难以降解等问题相关，这实际上限制了它们的实际应用。此外，考虑到生物研究通常在水相介质中进行，因此水溶性AIEgens具有内在优势。因此，探索获得大规模、生物相容性、水溶性和可降解的AIEgens的新来源具有重要意义。另一方面，中国研究中草药的历史悠久。通过大规模种植和现代化提取技术的发展，可以方便有效地获得青蒿素、小檗碱和姜黄素等多种草药的有效成分。尽管这些天然产物在治疗一些常见疾病如疟疾、痢疾和炎症方面发挥了重要作用，但它们的发光特性几乎没有被研究过，这不仅理论上有意义，而且还促进了先进治疗学的潜在候选者的发展。盐酸小檗碱，一种从许多草本植物中分离的异喹啉生物碱，如加拿大海棠(Hydrastiscanadensis)、黄柏(Cortex phellodendri)和黄连(Rhizomacoptidis)，是一种独特的天然聚集诱导发光体(AIEgen)。尽管盐酸小檗碱已经被广泛研究，具有多种生物学和药理学活性，包括抑制乙酰胆碱酯酶、降低胆固醇和葡萄糖、免疫调节、抗微生物和抗炎症。但是，直到现在，它的AIE特征几乎没有被报道过。

发明内容

在本申请一个实施例中，从草药植物中分离出的天然产物盐酸小檗碱被发现是一种新型无转子的聚集诱导发光体。

在本申请一个实施例中，与其他报道的聚集诱导发光体相比，盐酸小檗碱具有水溶性，生物相容性和免合成的优点。

在本申请一个实施例中，盐酸小檗碱的单晶结构分析表明，分子内振动和扭曲分子内电荷转移效应可能导致其聚集诱导发光现象，这可通过溶剂化色素效应、粘度效应、温度效应、主客体相互作用、和静电相互作用的实验得到进一步的支持。

在本申请一个实施例中，作为荧光探针，盐酸小檗碱可以通过免洗的方法以荧光点亮式方式对细胞和活肝组织中的脂质进行染色，证明其在细胞和组织成像中的潜在应用。