[发明专利]用于超高分辨细胞成像的有机荧光材料及其制备和应用

说明书

用于超高分辨细胞成像的有机荧光材料及其制备和应用，荧光材料具有如下(I)的结构式：，其合成方法是：(1)苯酚类化合物的成醚反应；(2)芳环间的交叉偶联反应；合成获得的目标有机荧光材料的应用是：目标有机荧光材料(I)与DSPE‑PEG 2000在混合溶剂中共沉淀获得有机荧光纳米粒子，用于STED超高分辨成像；本发明涉及的发光材料合成工艺条件简单，纳米材料制备成本较低；同时构筑的有机荧光材料及其纳米体系具有较好的红光发射性能、光学和尺寸稳定性能，能够实现在STED超高分辨成像中的深入应用研究。

技术领域

本发明涉及有机发光小分子/纳米材料及其成像研究技术领域，特别涉及具有高效红光发射性能的有机荧光材料的制备及其在受激发射损耗(STED)超高分辨成像中的应用研究，具体是用于超高分辨细胞成像的有机荧光材料及其制备和应用。

背景技术

相较于传统的光学显微成像技术，受激发射损耗(STED)超高分辨成像技术中具有外加的甜甜圈式损耗激光，因此可以利用受激发射损耗的原理有效减小目标样品中的发光区域，从而可以获得待测样品中200nm以下的微观精细结构并且为实现超高分辨成像监测等提供可能。目前可用于STED超高分辨成像领域的材料主要包括量子点和稀土纳米粒子等无机荧光材料，但是这类材料的制备重复性较差，同时具有潜在的生物毒性问题，在一定程度上会限制其在生物医用领域内的深入应用研究。相较于无机荧光纳米材料，有机荧光纳米材料结构确定、性能优良，并且具有优异的生物相容性能，在细胞成像等生物医用领域具有十分巨大的应用潜力。

然而，值得注意的是，目前应用于STED超高分辨成像领域的有机荧光材料体系仍然较少，这主要是由于构筑材料在聚集状态下的发光性能和光学稳定性能较为有限。同时，相应的有机荧光纳米材料体系的稳定性能等也需要进一步提高。因此，如何通过分子设计实现具有高效聚集态发光的有机荧光材料，并且使其获得较好的光学和纳米尺寸稳定性能，是目前有机荧光材料在STED超高分辨成像领域内的研究热点和难点之一。

发明内容

为了克服和解决上述有机荧光材料的问题和缺陷，本发明的目的在于提供一种用于超高分辨细胞成像的有机荧光材料及其制备和应用，构筑的荧光材料在650nm左右具有最强荧光发射性能，同时也具有优良的光学稳定性能和纳米尺寸稳定性能，能够较好地应用于细胞的多维度超高分辨成像中，并为进一步动态观察细胞状态等提供了可靠方法和途径。

用于超高分辨细胞成像的有机荧光材料，具有如下(I)的结构式：

基于上述用于超高分辨细胞成像的有机荧光材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：以5-溴间苯二酚和1-溴辛烷为反应原料，在无水碳酸钾作用下，丙酮回流反应12-24小时生成末端烷基化合物；

所述的5-溴间苯二酚与溴辛烷的摩尔比为1：(2-6)，无水碳酸钾与5-溴间苯二酚的摩尔比(5-15)：1；

步骤二：步骤一所得产物与4,7-二(5-三甲基锡噻吩基-2-)-2,1,3-苯并噻二唑在甲苯溶液中充分溶解，以四三苯基膦钯为反应催化剂，110℃氮气保护条件下反应16-26小时，获得目标有机荧光材料。

所述的步骤一所得产物与4,7-二(5-三甲基锡噻吩基-2-)-2,1,3-苯并噻二唑的摩尔比为(2.1-3)：1；四三苯基膦钯与4,7-二(5-三甲基锡噻吩基-2-)-2,1,3-苯并噻二唑的摩尔比为(2-6)：100。

基于上述用于超高分辨细胞成像的有机荧光材料的应用，向装有目标有机荧光材料与聚乙二醇修饰合成磷脂DSPE-PEG 2000的样品瓶中加入四氢呋喃，超声20min-40min后使之完全溶解得到混合溶液A，之后将其滴加于去离子水中，并剧烈搅拌2-5小时，混合体系稳定后即可获得基于目标有机荧光材料的纳米粒子，用于STED超高分辨成像。