具有溶酶体靶向特性的聚集诱导光敏材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一类具有溶酶体靶向特性的聚集诱导光敏材料及其制备方法和应用，该光敏材料的结构通式为

【技术实现步骤摘要】
具有溶酶体靶向特性的聚集诱导光敏材料及其制备方法和应用
本专利技术属于生物医学用荧光材料
，具体涉及一类具有溶酶体靶向特性的聚集诱导光敏材料，以及该光敏材料的制备方法和在标记溶酶体中的应用。
技术介绍
荧光材料由于在光电器件、环境传感器、生物科学等领域具有重大的应用价值，近年来引起了科学家们的极大关注。荧光检测具有很高的灵敏度，克服了在生物化学试验上需要昂贵和操作难的放射性追踪试剂的一系列问题。目前，有很多关于线粒体生物成像及光动力治疗的文献报道，生物成像的研究吸引着科研工作者的兴趣；但是有关溶酶体成像及治疗的纯有机聚集诱导发光(AIE)化合物的报道比较少。溶酶体(lysosomes)一般为真核细胞中的一种细胞器，为单层膜包被的囊状结构，大小(在电镜下显示多为球形，但存在橄球形)直径约0.025～0.8微米；内含多种水解酶。溶酶体在细胞中的功能是分解从外界进入到细胞内的物质，也可消化细胞自身的局部细胞质或细胞器，当细胞衰老时，其溶酶体破裂，释放出水解酶，消化整个细胞而使其死亡。溶酶体参与许多生理过程，例如骨和组织重塑，质膜修复和胆固醇体内平衡，以及细胞死亡和细胞信号传导。此外，肿瘤的侵袭和转移主要与溶酶体转运的变化有关。因此，有效监测细胞内溶酶体对于观察和维持正常的生理活动具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一类具有溶酶体靶向特性的聚集诱导光敏材料，以及该光敏材料的制备方法和应用。解决上述技术问题所采用的光敏材料的结构通式如下所示：式中R代表-NH2、-N(CH3)2、-N(CH2CH3)2、-N(CH2CH2CH3)2中任意一种，M代表C、N、O中任意一种，n为3～8的整数。本专利技术具有溶酶体靶向特性的聚集诱导光敏材料的制备方法由下述步骤组成：1、将式I化合物与式II化合物、碳酸钾加入有机溶剂A中，回流搅拌反应8～10h，分离纯化，得到式III化合物，反应方程式如下所示：2、将式III化合物与式IV化合物、碳酸钾加入有机溶剂A中，回流搅拌反应6～8h，分离纯化，得到式V化合物，反应方程式如下所示：3、将式V化合物、氢氧化钠与丙二腈加入有机溶剂B中，常温反应2～4h后过滤，得到具有溶酶体靶向特性的聚集诱导光敏材料，反应方程式如下所示：上述步骤1中，优选式I化合物与式II化合物、碳酸钾的摩尔比为1:3～10:1～2。上述步骤2中，优选式III化合物与式IV化合物、碳酸钾的摩尔比为1:3～5:2～4。上述步骤3中，优选式V化合物、丙二腈、氢氧化钠的摩尔比为1:2～3～0.2。上述步骤1和2中，所述有机溶剂A为乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、氯仿中任意一种，步骤3中，所述有机溶剂B为乙腈、乙醇中任意一种。本专利技术具有溶酶体靶向特性的聚集诱导光敏材料可作为染料用于标记溶酶体，具体使用方法与现有溶酶体标记的方法相同。本专利技术的有益效果如下：本专利技术通过在三联苯的碳链末端引入哌啶、吗啉或哌嗪定位基团，使所得光敏材料不但具有其骨架的聚集诱导发光特性，同时该光敏材料具有优异的溶酶体标记能力及光动力治疗的特性，可以在白光照射过程中产生单线态氧，使其在生物成像、光动力治疗领域具有非常广阔的应用前景。附图说明图1是实施例1制备的光敏材料在THF与H2O混合体系中的荧光发射光谱图。图2是实施例1制备的光敏材料在THF与H2O混合体系中发射的相对强度图。图3是实施例2制备的光敏材料在THF与H2O混合体系中的荧光发射光谱图。图4是实施例2制备的光敏材料在THF与H2O混合体系中发射的相对强度图。图5是实施例1制备的光敏材料在聚集态时的DLS图。图6是实施例2制备的光敏材料在聚集态时的DLS图。图7是实施例1与实施例2制备的光敏材料用紫外-可见光谱的方法通过ABDA测试产生单线态氧的相对紫外吸收强度。图8是实施例1与实施例2制备的光敏材料用荧光的方法通过H2DCF-DA测试产生活性氧的相对荧光发射强度。图9是实施例1制备的光敏材料对癌细胞(Hela)的光毒性及暗毒性。图10是实施例2制备的光敏材料对癌细胞(Hela)的光毒性及暗毒性。图11是实施例1制备的光敏材料的细胞成像图(A为本专利技术光敏材料对溶酶体成像，B为商业染料LysoBrite-Red对细胞溶酶体成像，C为图像A、图像B重合后的叠加图)。图12是实施例2制备的光敏材料的细胞成像图(A为本专利技术光敏材料对溶酶体成像，B为商业染料LysoBriteRed对细胞溶酶体成像，C为图像A、图像B重合后的叠加图)。图13是实施例1制备的光敏材料与商业染料对细胞的共染图(图中A为本专利技术光敏材料对溶酶体成像，B为商业染料LysoBriteRed对细胞溶酶体成像，D为细胞明场成像，C为图像A、图像B重合后的叠加图；重叠率：95.5％)。图14是实施例2制备的光敏材料与商业染料对细胞的共染图(图中A为本专利技术光敏材料对溶酶体成像，B为商业染料LysoBriteRed对细胞溶酶体成像，D为细胞明场成像，C为图像A、图像B重合后的叠加图；重叠率：87.6％)。图15是实施例1制备的光敏材料不进行白光光照治疗细胞的调往过程检测图。图16是实施例1制备的光敏材料白光光照治疗的细胞凋亡过程检测图。图17是实施例2制备的光敏材料不进行白光光照治疗细胞的调往过程检测图。图18是实施例2制备的光敏材料白光光照治疗的细胞凋亡过程检测图。图19是实施例1与实施例2制备的光敏材料对大肠杆菌毒性实验照片。图20是实施例1与实施例2制备的光敏材料对金黄色葡萄球菌的毒性实验照片。图21是实施例1与实施例2制备的光敏材料对大肠杆菌的毒性柱状图。图22是实施例1与实施例2制备的光敏材料对金黄色葡萄球菌的毒性柱状图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步详细说明，但本专利技术的保护范围不仅限于这些实施例。实施例11、将191mg(0.6mmol)式I-1化合物溶于6mL乙腈(ACN)中，然后加入388.6mg(1.8mmol)1,4-二溴丁烷，再加入124.4mg(0.9mmol)碳酸钾，回流搅拌8h，柱层析(纯二氯甲烷)，得到式III-1化合物，其产率为47％，反应方程式如下所示：所得式III-1化合物的结构表征数据为：1HNMR(600MHz,CDCl3)δ10.08(s,1H),8.06(s,1H),7.35(d,J＝8.4Hz,2H),7.02(d,J＝8.5Hz,2H),4.08(t,J＝6.0Hz,2H),3.52(t,J＝6.6Hz,2H),2.12(dt,J＝14.5,6.7Hz,2H),2.01(dt,J＝15.3,6.1Hz,2H).2、将200mg(0.34mmol)式III-1化合物溶于5mL本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一类具有溶酶体靶向特性的聚集诱导光敏材料，其特征在于该光敏材料的结构通式如下所示：/n

【技术特征摘要】
1.一类具有溶酶体靶向特性的聚集诱导光敏材料，其特征在于该光敏材料的结构通式如下所示：



式中R代表-NH2、-N(CH3)2、-N(CH2CH3)2、-N(CH2CH2CH3)2中任意一种，M代表C、N、O中任意一种，n为3～8的整数。


2.一种权利要求1所述的具有溶酶体靶向特性的聚集诱导光敏材料的制备方法，其特征在于：
(1)将式I化合物与式II化合物、碳酸钾加入有机溶剂A中，回流搅拌反应8～10h，分离纯化，得到式III化合物；



(2)将式III化合物与式IV化合物、碳酸钾加入有机溶剂A中，回流搅拌反应6～8h，分离纯化，得到式V化合物；



(3)将式V化合物、氢氧化钠与丙二腈加入有机溶剂B中，常温反应2～4h后过滤，得到具有溶酶体靶向特性的聚集诱导光敏材料。


3.根据权利要求2所述的具有溶酶体靶向特性的聚集诱导光敏材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵娜，李楠，杨翰枭，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61