[发明专利]一种聚集诱导发光荧光开启探针及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种聚集诱导发光荧光开启探针及其制备方法和应用，属于细菌检测技术领域。本发明提供的聚集诱导发光荧光开启探针中含有可特异性结合革兰氏阴性菌(G‑菌)的多粘菌素B(Polymyxin B)片段，Polymyxin B可以与革兰氏阴性细菌细胞壁的主要成分LPS特异性结合，在可见光照射下能够发出强烈荧光，从而可以实现定性的特异性检测G‑菌，还可以作为光动力疗法的光敏剂，白光照射后产生活性氧物质(ROS)，从而实现选择性杀死G‑细菌。

技术领域

本发明涉及细菌检测技术领域，尤其涉及一种聚集诱导发光荧光开启探针及其制备方法和应用。

背景技术

细菌微生物的研究方法主要包括分离培养和显微观察两方面。细菌培养是传统的细菌鉴定方法，但耗时长、特异性低，并且很多细菌型尚无法培养。随着分子生物学的发展，聚合酶链反应被用于根管细菌的检测及定量分析，相对于细胞培养，特异性高、敏感性强、速度快，但易将己调亡的细菌也包括在内，增加了细菌活菌检测的假阳性。逆转录聚合酶链反应检测RNA的方法相对PCR能更准确评价活性状态细菌，但是操作步骤复杂，易受操作者技术影响。高通量测序技术(High-Throughput Sequencing，HTS)以高输出量与高解析度为特性，可实现根管微生物鉴定更大的测序深度，促进了对不可培养微生物以及痕量菌的研究，但是存在海量数据分析难和数据去伪存真难的问题。扫描电子显微镜分辨率高，能直观显示根管表面细菌的形态与分布，还可利用图像分析软件对细菌进行定量分析，但是样本观察前繁杂的处理过程会影响细菌生物膜形态结构。近年来，应用LIVE/DEAD荧光探针(多为SYTO9/PI)染色结合共聚焦激光扫描显微镜(Confocal laser scanning microscope，CLSM)逐渐成为观察根管细菌生物膜的主流研究方法，它可以实现对细菌生物膜的三维定量分析，直观显示细菌活死状态，对于牙本质小管内细菌的观察分析更是其突出优势。

以上技术虽各具优势，但无一不复杂繁琐、对操作者技术要求高、花费时间长。目前尚缺乏一种简单、快速、准确且灵敏度高的细菌检测方法，因此研究一种可以特异性区分革兰氏阳性/阴性(G+/G-)菌的检测方法具有重要意义。

近年来，荧光开启(turn-on)探针用于生物活性分子的检测吸引了研究者们的极大关注。这些探针含有淬灭基团，通常在水溶液中不发光或荧光强度很弱(off状态)，只有当它们遇到所需检测的生物分子并与之相互作用后，探针的荧光才会显现(turn-on)，因此具有高特异性、高信噪比以及低伪阳性信号的优点。但是，这些探针的制备工艺复杂，生产成本较高，使其应用受到一定限制，目前已有的荧光turn-on探针中，仅很少一部分可用于实时检测活有机体中的生物活性分子。

最近，基于“聚集诱导发光”(Aggregation-Induced Emission，AIE)染料的荧光turn-on探针被开发。AIE分子是一类在聚集状态下表现出发光增强的发光材料，如四苯基乙烯等，其检测生物分子的机理是AIE分子内旋转单元的旋转受到限制，导致荧光开启。相比于含有淬灭基团的荧光turn-on探针，AIE荧光turn-on探针合成更为简单经济，荧光开启的比率更高，并且可以在活细胞中检测生物分子。但是，现有技术中AIE荧光turn-on探针并不能用于特异性检测或特异性杀伤G-菌。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚集诱导发光荧光开启探针，本发明提供的具有式I所示结构的聚集诱导发光荧光开启探针可以特异性检测G-菌，还可以特异性杀伤G-菌。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种聚集诱导发光荧光开启探针，具有式I所示结构：

式I中R具有式II所示结构：

本发明提供了上述技术方案所述聚集诱导发光荧光开启探针的制备方法，包括以下步骤：