[发明专利]一种四苯乙烯类衍生物选择性成像荚膜细菌的方法

说明书

本发明涉及一种四苯乙烯类衍生物选择性成像荚膜细菌的方法。本发明涉及的方法包含有以四苯乙烯基为骨架的具有聚集诱导发光性质的带正电荷的化合物的设计合成，其中带有两个正电荷的探针具有更好的膜穿透能力，可以有效的染色带有厚荚膜的细菌，而单电荷探针只能染色常见细菌。同时通过连接不同的给受电子基团，实现了对探针分子发射光谱的调节，该方法利用化合物的电荷数，荧光信号的差异和穿膜能力的不同，单双电荷组合来选择性成像荚膜细菌，解决了荚膜细菌难以染色的问题。该方法所涉及的化合物具有良好的光稳定性和荧光成像能力；可用于细菌荧光成像和动态可视化追踪；可选择性识别荚膜细菌，在实现病原体快速成像诊断上具有潜在应用价值。

技术领域

本发明涉及一种四苯乙烯衍生物选择性成像荚膜细菌的方法，包含一系列能染色荚膜细菌的具有聚集诱导发光性质的四苯乙烯类化合物和通过化合物的电荷数，荧光信号差异和穿膜能力的不同组合来选择性成像荚膜细菌的方法。

背景技术

近年来，荧光技术由于其高灵敏度和简单性而广泛受到关注。然而，大多数传统荧光探针具有聚集引起的淬灭(ACQ)效应。此外，在动态可视化和长期监测期间探针的光漂白性极大的限制了其在微生物检测中的应用。而具有聚集诱导发光性的物质能有效的解决这一难题，目前主要的聚集诱导发光材料以四苯乙烯基为主体结构，通过引入吸电子基团形成电子给受体结构调节其荧光性质，其具有优异的光稳定性和大的斯托克位移(AdvancedBiosystems 2018,1800074.,AdvMater2017,29(28).,Small 2017,13(41).)被广泛应用于生物检测和成像中。

细菌和真菌等微生物无处不在，与人类的生活和健康息息相关。许多疾病也是由微生物引起的，因此对于微生物的检测也变得越来越重要。传统的微生物检测方法包括涂片和细菌培养法、多聚酶链式反应法(PCR)和酶联免疫法(ELISA)等，这些传统方法一般耗时长，需要专业人员操作阻碍了这些方法的广泛普及；最近开发的新方法有分子生物学法，化学传感器和质谱法等，这些检测方法时间短，但检测仪器价格高昂且操作复杂需要繁琐的前期预处理过程。近年来，荧光成像技术由于其高灵敏度、易操作和实时监控而受到越来越多的关注，在微生物检测、蛋白质，金属离子的检测和肿瘤疾病的检测和诊断等领域有广泛的应用(ACS Appl.Mater.Interfaces 2018,10(25),21619-21627.,Adv Mater 2018,30(29).,Nat.Commun.2018,9(1).)。

荚膜多糖是某些细菌表面的特殊结构，是一层位于细菌细胞壁表面的胶状物质，也是细菌重要的毒力因子。因荚膜多糖的存在，可以使细菌抵抗恶劣的环境，保护自己免受巨噬细胞的吞噬，维持细菌在细胞内部存活的能力。同时，也是因为荚膜多糖的存在，使带有荚膜的细菌难以被常规方法和染料染色(MolecularMedical Microbiology 2015,33-53.，J.Curr.Protoc.Microbiol.2009,Appendix 3,Appendix 3I.)。因此需要一种简单方便的方法来鉴定细菌是否具有厚荚膜。

发明内容

本发明的目的是提供一系列能染色荚膜细菌的具有聚集诱导发光性质的四苯乙烯类化合物和通过化合物的电荷数、荧光信号差异和穿膜能力的不同组合来实现多探针多通道选择性成像荚膜细菌的方法。解决现有技术中荧光染料难以染色带有厚荚膜类细菌和荧光成像的问题同时提供了一新的检测荚膜细菌的方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方法是：以四苯乙烯为骨架，调控材料的荧光光谱性质设计具有不同荧光信号带有不同正电荷识别基团的聚集诱导发光材料，诱导细菌表面负电荷的细胞膜产生不同的静电相互作用，带有更多正电荷的探针具有更强的穿膜能力，有效染色荚膜细菌；同时根据双电荷荧光探针具有更强的穿膜能力能染色带有荚膜的细菌，而单电荷荧光探针只能染色常见的普通菌，通过这一特征，设计并调节材料的荧光光谱性质，使用具有较大发射波长差异和穿膜能力不同的探针，通过在不同通道的荧光强度分析，单双电荷组合来实现多探针多通道选择性识别荚膜细菌并进行荧光成像。