[发明专利]一种基于TPE构建的亲水性四阳离子环番的应用

说明书

本发明涉及一种亲水性TPE基四阳离子环番于NADPH的识别和细胞成像中的应用。该材料以TPE和4,4'‑联吡啶单元作为构建单元。由于静电相互作用和π‑π堆积，TPE‑cyc能够特异性识别NADPH并以1:1的方式将其复合。TPE‑cyc被肿瘤细胞内化后，能捕获细胞内NADPH，打破NADPH生成反应NADH+NADP⁺→NADPH+NAD⁺的平衡，从而打破NADPH参与氧化还原过程的平衡，提高抗氧化能力以清除ROS。同时，肿瘤细胞中高浓度的GSH可将TPE‑cyc的4,4'‑联吡啶(MV)单元降低为自由基阳离子状态，并破坏富电子TPE和缺电子联吡啶单元之间的光诱导电子转移(PET)效应，从而恢复TPE单位的荧光，点亮肿瘤细胞。因此，TPE‑cyc作为GSH响应荧光开关，以高分辨率显示图像细胞。

技术领域

本发明涉及一种基于TPE构建的亲水性四阳离子环番在生物分子识别中的应用。

背景技术

了解分子识别在各种核酸、酶和核苷酸参与的复杂生物过程中的重要性，有助于化学家们开发具有特异响应的智能结构。近年来，人工分子受体因其在医学和生物领域的潜在应用受到越来越多的关注。烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)，一种主要的细胞还原剂，在维持谷胱甘肽的还原形式GSH中起着重要作用。GSH可消除细胞中的活性氧(ROS)，从而防止细胞氧化损伤。尽管已经提出了NADPH参与生理过程的可能机制，但由于现有机制的复杂性和不确定性，仍需进行更深入的探索机理研究。因此，构建一种能够选择性识别NADPH的分子识别系统显得尤为重要。

冠醚的发现为超分子化学家们设计基于非共价键作用或弱配位的受体大环分子开辟了道路。目前化学家们已构建了多种多样的大环主体，如环糊精、葫芦[n]脲、杯[n]芳烃、环番和柱芳烃等。Stoddart等人发现了“蓝盒”，开启了阳离子环番的新时代。阳离子环番不仅具有多阳离子态，而且与富含π电子的客体进行自组装，因此在分子识别方面有很大的潜力。例如，基于π-缺电子的4,4'-联吡啶单元构建的四阳离子环番化合物可以选择性地与π-富电子的主体配合形成1:1或1:2的配合物。四苯基乙烯(TPE)衍生物是一种典型的聚集诱导发射(AIE)发光体，近年来已被广泛用于构建大环化合物。由于其具有AIE效应和螺旋桨结构，因此基于TPE构建的环番化合物不仅表现出优异的光物理性能，而且还具有灵活多样的空腔结构，可用于捕获生物分子。尽管许多基于TPE的阳离子环番已用于主客体识别，但亲水性的TPE阳离子环番在水介质中识别生物分子的例子很少。

本发明则发明了一种亲水性TPE四阳离子环番，用于在水介质中识别生物分子。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于TPE构建的亲水性TPE四阳离子环番在NADPH识别和细胞成像中的应用。该TPE四阳离子环番(TPE-cyc)能够特异性识别NADPH并形成1:1的主客体复合体。TPE-cyc不仅易于被肿瘤细胞吞噬，而且能够选择性捕获细胞内NADPH，从而打破NADPH参与的氧化还原过程的平衡，提高细胞抗氧化能力。同时，肿瘤细胞中高浓度的GSH可使TPE-cyc的4,4'-联吡啶(MV)单元还原为自由基阳离子状态，并破坏富电子TPE和缺电子联吡啶单元之间的光诱导电子转移(PET)效应，从而恢复TPE单元的荧光并点亮肿瘤细胞，因此，TPE-cyc可作为GSH响应的荧光开关，以高分辨率显示图像细胞。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种式(I)所示亲水性TPE四阳离子环番在制备诱导细胞死亡的药物中的应用，

式(I)所示亲水性TPE四阳离子环番在通过捕获NADPH诱导细胞死亡。

优选地，所述细胞为肿瘤细胞，进一步优选为U87细胞或HeLa细胞。

进一步，在体外应用时，所述应用为：所述细胞在含4-10μM(优选4μM)式(I)所示亲水性TPE四阳离子环番的细胞培养基中孵育24-48h(优选24h)诱导细胞死亡。