[发明专利]一种靶向脂滴的AIE荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种靶向脂滴的AIE荧光探针及其制备方法和应用。AIE荧光探针其具有以下结构：其中，R＝(CHsubgt;2/subgt;)subgt;n/subgt;CHsubgt;3/subgt;，n为2～6。该荧光探针具有优异的AIE性质，能够准确地定位于细胞内LDs，发出强烈的荧光信号，并且能够实时跟踪LDs在活细胞中脂滴自噬和铁死亡过程中的动态变化，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种AIE荧光探针，具体涉及一种靶向脂滴的AIE荧光探针，还涉及其制备方法和应用，属于有机小分子荧光探针技术领域。

背景技术

脂滴(LDs)是由中性脂质核组成的脂质储存细胞器，主要包含胆固醇酯和甘油三酯，由磷脂单层壳包裹。在最近的研究中，学者们发现LDs与许多病理过程有关，例如神经变性、脂肪肝疾病、动脉粥样硬化及糖尿病等，甚至癌症。此外，由于LDs是高度动态的细胞器，在众多重要的生理过程中也起着至关重要的作用，并且与细胞内其他重要的细胞器有着密切的联系。因此，在一些生理过程中监测LDs的动态行为是非常有意义的，所以许多荧光探针已经被设计出来用于监测LDs动态行为。然而，这些探针的一些固有缺陷极大地限制了它们在各个方面的应用。首先，大多数探针只揭示了脂滴的生理行为，并没有揭示脂滴与其他细胞器的协同作用。其次，受聚集诱导猝灭(aggregation-caused quenching，ACQ)效应的影响，许多探针在高浓度时会发生分子间π-π堆积，从而诱导荧光猝灭，导致信号减弱。第三，由于短发射波长生物相容性差和细胞穿透率低，不适用于细胞成像。最后，在长期生物成像过程中，一些探针容易从细胞中泄漏出来，很大程度上限制了在细胞生物学和临床医学研究中长期动态观察的保真度。

聚集诱导发光(AIE)和ACQ不同，在聚集态下产生强烈的荧光，进而为广大研究者设计荧光探针提供了一种全新的策略。此外，AIE分子具有极好的光稳定性和高信噪比，迄今为止，大量AIE材料已被开发并成功应用于化学传感、生物成像、光电器件和生物医药等领域。

发明内容

针对现有技术中用于监测LDs的聚集诱导发光荧光探针存在的缺陷，本发明的第一个目的是在于提供一种高精度靶向LDs的AIE荧光探针，该荧光探针具有优异的AIE性质，能够准确地定位于细胞内LDs，发出强烈的荧光信号，并且能够实时跟踪LDs在活细胞中脂滴自噬和铁死亡过程中的动态变化。

本发明的第二个目的是在于提供一种AIE荧光探针的制备方法，该制备方法操作简单、流程短、条件温和，有利于扩大生产。

本发明的第三个目的是在于提供一种AIE荧光探针在靶向LDs的成像应用，该荧光探针具有优异的AIE性质，能够准确地定位于细胞内LDs，发出强烈的荧光信号，并且能够实时跟踪LDs在活细胞中脂滴自噬和铁死亡过程中的动态变化，在监测LDs相关生理活动方面具有较大的应用潜力。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种聚集诱导发光荧光探针，其具有式1结构：

其中，R＝(CH₂)_nCH₃，n为2～6。

本发明的荧光探针中具有喹啉丙二腈结构(QM)，QM是通过N-乙基取代二氰基亚甲基苯并吡喃(DCM)结构中的氧原子，相对DCM，能够有效抑制其在溶液中的旋转而获得优异的AIE效果，因此QM作为荧光探针的AIE部分，同时荧光探针中包含脂溶性较好的咔唑基团，并且咔唑基团与QM通过共轭双键交联，延长了其荧光发射，特别是咔唑的氮原子上通过引入不同长度的烷基链来改善整个探针的AIE性能和亲脂性。由于AIE基团QM的存在，所有探针都显示出非常强的AIE特性，并通过光谱和SEM测试得到了进一步验证。因为探针的疏水结构并具有优异亲脂性，可以准确地聚集在LDs中并发出很强的荧光。

作为一个优选的方案，式1结构中n为2、4或6。