具有温敏聚集诱导发光特性的双亲多肽分子及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一类具有温敏聚集诱导发光特性的双亲多肽分子及其制备方法。该双亲多肽分子的结构式为：

Amphiphilic Polypeptide Molecule with Temperature Sensitive Aggregation Induced Luminescence and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
具有温敏聚集诱导发光特性的双亲多肽分子及其制备方法
本专利技术涉及生物材料领域和荧光材料领域，具体涉及一类具有温敏聚集诱导发光特性的双亲多肽分子及其制备方法。
技术介绍
胶原蛋白是动物体内主要的结构蛋白，约占人体蛋白质总含量的三分之一。虽然在自然界中胶原蛋白含量很高，但是尺寸巨大、易致病、后修饰困难，为胶原蛋白结构的研究带来了较大的困难。因此，人工合成胶原蛋白序列结构多肽逐渐引起了人们的关注。胶原蛋白经典序列为X-Y-Gly，其中X和Y位置通常被脯氨酸和羟脯氨酸占据，即脯氨酸-羟脯氨酸-甘氨酸POG。本专利技术即以(POG)n序列肽为主体，并在氨基端和羧基端进行功能化修饰。烷氧醚（Oligo(ethyleneglycoyl)，OEG）是一类著名的生物相容性基元，被广泛应用于多肽基的修饰。其中树支化的OEG基元接到多肽上，可以增加其亲水性的同时，有望赋予其温敏性。张阿方等(AfangZhang,etal.J.Polym.Sci.,PartA:Polym.Chem.2015,53,33-41)设计合成了一类动态键联烷氧醚树枝化聚赖氨酸，侧链烷氧醚树枝化基元通过亚胺键与主链相连。该类聚赖氨酸具有优异的温敏性质，相变迅速，滞后性小，相变温度可以通过改变不同树枝化基元的比例轻松调控。除此之外，该聚多肽在相变时，构象将从α螺旋转变为无规卷曲，通过可逆的温敏相变行为可以实现可逆的构象控制。近年来，四苯基乙烯作为具有聚集诱导发光特性(AIE)的原型分子，常被作为修饰基团。在赋予化合物整体疏水性的同时，也带来AIE的功能性特征。但是由于其本身过于疏水，极大的限制了其在生物领域的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种具有温敏聚集诱导发光特性的双亲多肽分子。本专利技术的目的之二在于提供该类双亲多肽的制备方法。为了实现以上专利技术目的，本专利技术的双亲多肽分子以一代树枝化烷氧醚修饰的胶原蛋白序列肽为亲水基元，以四苯基乙烯结构为疏水基元，将两部分通过酰胺键链接。通过一代烷氧醚基元引入温敏特性，通过胶原蛋白模型肽部分引入手性特征，通过四苯基乙烯部分引入疏水性及聚集诱导发光特性。具体的反应方程式为：根据上述机理，本专利技术采用如下技术方案：一种具有温敏聚集诱导发光特性的双亲多肽分子，其特征在于该双亲多肽分子的结构式为：其中X=OMe或OEt，n=1~10。上述的双亲多肽分子的微球尺寸为100-500nm。一种制备上述的具有温敏聚集诱导发光特性的双亲多肽分子的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：a.将化合物1和化合物2按1：1摩尔比溶于适量的干燥二氯甲烷（DCM）中，在氮气氛围及冰浴条件下，加入4~5当量的N,N二异丙基乙氨（DIPEA），搅拌速度300~500r/min，搅拌30min，撤掉冰浴，反应6~12h，用饱和NaCl溶液洗涤反应液1~2遍，DCM萃取分液后，用无水MgSO4干燥有机相并过滤，再用硅胶柱层析提纯，淋洗剂为DCM/MeOH(20:1,v/v)，蒸干溶剂，即得化合物3；b.将1倍当量的化合物3溶于适量MeOH/H2O的混合溶剂中，在冰浴条件下，加入15倍当量的LiOH·H2O，搅拌速度300~500r/min，搅拌30min，撤掉冰浴，反应3~5h，蒸干反应液，先用纯水溶解，再用10%NaSO4溶液调节pH为5~6，然后用DCM萃取分液后，用无水MgSO4干燥有机相并过滤，蒸干溶剂，即得化合物4；c.将一倍当量的化合物4溶于适量干燥的DCM中，在氮气氛围及冰浴条件下，分别加入1.1倍当量的五氟苯酚（PfpOH）及1.1倍当量的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDC·HCl），搅拌速度300~500r/min，搅拌30min，撤掉冰浴，反应4~6h，然后用饱和NaHCO3水溶液及饱和NaCl溶液各洗涤反应液一次，DCM萃取分液后，用无水MgSO4干燥有机相并过滤，再用硅胶柱层析提纯，淋洗剂为DCM/MeOH(30:1,v/v)，蒸干溶剂，即得化合物5；d.将化合物5和1-(4-氨基苯)-1，2，2-三苯乙烯按1:1.1的摩尔比溶于N,N-二甲基酰胺（DMF）中，在氮气氛围及冰浴条件下，加入4~10倍当量的DIPEA，搅拌速度300~500r/min，搅拌30min，撤掉冰浴，反应6~12h，用饱和NaCl溶液洗涤反应液1~2遍，DCM萃取分液后，用无水MgSO4干燥有机相并过滤，再用硅胶柱层析提纯，淋洗剂为DCM/MeOH(20:1,v/v)，蒸干溶剂，即得最终产物化合物6。本专利技术以胶原蛋白序列短肽作为主体，为整个分子奠定手性基调。氨基端以树枝化烷氧醚修饰，增加亲水性的同时引入温敏机制。羧基端以四苯基乙烯基元修饰，与烷氧醚修饰的胶原蛋白序列肽键构成双亲结构的同时，赋予化合物整体独特的聚集诱导发光的功能性特征。值得一提的是，树枝化烷氧醚基元的温敏本质正是其温度升高时，烷氧链疏水塌缩聚集，而这一点可间接导致本专利技术中双亲多肽四苯基乙烯部分的聚集,即实际上，本专利技术设计的双亲多肽分子具有温敏聚诱导发光现象。本专利技术涉及的双亲多肽分子在智能生物材料、光电元件小型化及热致发光材料等领域均具有潜在应用。本专利技术的具有温敏聚集诱导发光特性的双亲多肽分子在水溶液中存在明显相变温度，水溶液通过率从90%-100%骤减至3%-5%，且可通过改变树枝化烷氧醚封端基元来改变相变温度(X=OMe或OEt)，使相变温度可控，在温度传感器、智能生物材料等方面均可应用。本专利技术的具有温敏聚集诱导发光特性的双亲多肽分子在四氢呋喃助溶的水溶液中荧光强度可以随温度的变化而发生变化，其水溶液荧光强度具有显著的温度响应性能，在光电元件小型化及热致发光材料等领域均可应用。本专利技术具有如下突出特点和显著优点：1．通过将四苯基乙烯基元和树枝化烷氧醚修饰的胶原蛋白序列肽进行链接得到一类双亲多肽分子。2．双亲大分子的组装体在四氢呋喃助溶的水溶液中中表现出良好的温敏行为，相变温度为26.7℃。3.通过改变水/四氢呋喃混合溶剂配比(20%-80%)，发现该系列溶液具有聚集诱导发光现象。4.通过改变温度可以改变其在溶液中的聚集状况，达到温敏聚集诱导荧光增强的目的。5.在四氢呋喃助溶的水溶液中，双亲多肽分子自组装为300nm左右的纳米微球。附图说明图1为双亲多肽分子EtG1-POG-TPE的1HNMR谱图。图2为EtG1-POG-TPE的质谱图。图3为EtG1-POG-TPE的温敏相变浊度曲线图。图4为EtG1-POG-TPE聚集诱导荧光增强的荧光谱图。图5为EtG1-POG-TPE温敏聚集诱导荧光增强的荧光谱图。图6为EtG1-POG-TPE原子力显微(AFM)图像。具体实施方式本专利技术的优选实施例详述如下：实施例一：以EtG1-POG-TPE(X=OEt,n=1)的合成：a.向干燥的100mL反应瓶中加入乙氧基封端的一代树枝化烷氧醚羧酸活性酯，加入二氯甲烷搅拌溶解后，在冰浴条件下，加入胶原蛋白序列肽(POG)搅拌溶解后,在计入N，N二异丙基乙胺，置换氮气三次并且保持氮气气氛，10min后撤去冰浴，室温下继续搅拌反应12h。反应完成后，旋转蒸发除去溶剂，柱层析提纯得到中间产物EtG1-POG,结构为；b.将EtG1-POG加入干燥的100mL烧瓶中，加入适量甲醇/水(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有温敏聚集诱导发光特性的双亲多肽分子，其特征在于该双亲多肽分子的结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种具有温敏聚集诱导发光特性的双亲多肽分子，其特征在于该双亲多肽分子的结构式为：其中X=OMe或OEt，n=1~10。2.根据权利要求1所述的具有温敏聚集诱导发光特性的双亲多肽分子，其特征在于所述的双亲多肽分子的微球尺寸为100-500nm。3.一种制备根据权利要求1或2所述的具有温敏聚集诱导发光特性的双亲多肽分子的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：a.将化合物1和化合物2按1：1摩尔比溶于适量的干燥二氯甲烷（DCM）中，在氮气氛围及冰浴条件下，加入4~5当量的N,N二异丙基乙氨（DIPEA），搅拌速度300~500r/min，搅拌30min，撤掉冰浴，反应6~12h，用饱和NaCl溶液洗涤反应液1~2遍，DCM萃取分液后，用无水MgSO4干燥有机相并过滤，再用硅胶柱层析提纯，淋洗剂为DCM/MeOH(20:1,v/v)，蒸干溶剂，即得化合物3；b.将1倍当量的化合物3溶于适量MeOH/H2O的混合溶剂中，在冰浴条件下，加入15倍当量的LiOH·H2O，搅拌速度300~500r/min，搅拌30min，撤掉冰浴，反应3~5h，蒸干反应液，先用纯水溶解，再用10%NaSO4溶液调节pH...

【专利技术属性】
技术研发人员：张阿方，方文龙，陈佳雯，胡艳丽，肖莉，刘延军，张夏聪，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海,31