具有荧光、光声和拉曼性质的AIE化合物制造技术

本发明专利技术的主题涉及具有聚集诱导发光(AIE)特性的荧光化合物。所述化合物表现出更高的荧光、光声(PA)性质和拉曼性质。呈纳米颗粒形式的化合物可在含水环境中产生高荧光、PA和拉曼信号。该化合物可用于在不同手术阶段识别肿瘤并改善癌症手术效果。并改善癌症手术效果。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有荧光、光声和拉曼性质的AIE化合物
[0001]交叉引用
[0002]本申请要求本专利技术人于2019年3月13日提交的临时美国专利申请No.62/919,427的优先权，该临时美国专利申请的全部内容以引用方式并入本文。


[0003]本申请的主题大体上涉及一系列具有聚集诱导发光特性和近红外吸收的荧光化合物及其在生物成像中的应用。

技术介绍

[0004]分子运动对许多基本物理和化学过程起到非常重要的作用，其对推动生物医学领域的发展具有巨大的潜力。动态分子运动的可控性和可利用性使功能/智能材料具有精确可调性，这尤其有利于精准医疗和个性化诊断治疗。特别地，根据Jablonski能级图，发色团在激发态的分子内运动(如旋转、振动和扭曲)与能量转换过程直接相关联，这对确定发色团在生物医学应用中的作用和有效性至关重要。例如，我们最近关于一些聚集诱导发光物(AIEgens)的研究清楚地表明，分子内运动对光物理能量耗散路径有巨大的影响，而限制分子内运动可显著促进聚集体的荧光发射。然而，到目前为止，关于通过控制和整合微观分子动力学行为，从而利用光吸收后的活性分子内运动来设计用于精准医疗的多功能生物制剂，以确定宏观生物医学功能并提高疗效的报道还很少。
[0005]彻底切除肿瘤组织对于延长患者的寿命，甚至彻底治愈癌症具有决定性意义。利用分子影像技术以识别和切除所有肿瘤结节的成像指导癌症手术近年来已经被用于临床。理想的图像引导的癌症手术需要在癌症手术的不同阶段采用不同的成像方法。手术前，必须确认肿瘤在体内的大小、数量和位置等基本信息，这就要求成像技术具有很好的空间分辨率和高灵敏度。
[0006]在手术过程中，常常需要识别微小肿瘤(例如<1mm)、正常组织和肿瘤组织的边界，并判断主要肿瘤切除后是否存在残余肿瘤。因此，具有超高灵敏度和高信噪比的成像技术在术中是非常重要的。令人遗憾的是，没有哪种单独的成像技术能够满足整个手术过程中的所有的要求。以多功能光学成像技术为例，荧光成像具有很高的灵敏度，但穿透能力和空间分辨率有限。
[0007]光声(PA)成像具有超过光学穿透极限的大穿透深度并保持高空间分辨率，但是这种成像的灵敏度却不够高。拉曼成像是一种互补的光学成像技术，其以在细胞静默区(1800
‑
2800cm
‑1)实现零生物背景干扰的高对比度成像为特征。因此，拉曼成像在术中对残余肿瘤进行精确检测具有很大的潜力。
[0008]结合荧光、PA和拉曼成像模态的优点可以提高癌症手术效果，但是需要高效的荧光
‑
PA
‑
拉曼三模态成像造影剂。
[0009]目前，制备多模态成像剂最常用的策略是将不同的成分结合在一个平台中(all in one策略)，以充分利用每个组分各自的功能。该方法虽然有效，但是却受到成分复杂、可
重复性差和药代动力学不确定的限制。作为另一种方式，单一分子具有多种成像能力的one
‑
for
‑
all有机试剂的复杂性更低、更易于制备、结构明确且可重复性远远更好，因此其相比于all
‑
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‑
one试剂受到了更多关注。然而，同时具有荧光、PA和拉曼成像能力的one
‑
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‑
all有机试剂却难以获得，这是因为难以提出能够最大限度地提高每一种光学成像性质的分子准则。
[0010]因此，同时具有荧光、PA和拉曼成像能力的AIEgen是非常有利的。

技术实现思路

[0011]本专利技术的主题涉及具有聚集诱导发光(AIE)特性的荧光化合物。该化合物能够表现出增强的荧光、光声(PA)性质和拉曼性质中的一种或全部性质。呈纳米颗粒形式的该化合物可在含水环境中产生强的荧光、PA和拉曼信号中的一种信号或全部信号。该化合物可用于识别处于不同手术阶段的肿瘤，并改善癌症手术效果。
[0012]在一个实施方案中，荧光化合物包含给体单元和受体单元，其中给体单元选自由以下组成的组中的一种或多种：
[0013][0014][0015][0016]受体单元(A)选自由以下组成的组：
[0017][0018][0019]其中化合物的给体单元和受体单元的排列形式可选自由如下形式组成的组：D
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A、D
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、A”和A
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可相同或不同，并且表示受体单元；
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可以各自独立选择地选自由O、S、Se和Te组成的组；
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各自为未被取代或被取代的，并且独立地选自由F、H、烷基、不饱和烷基、叠氮基、炔基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、肼基、羧基、氨基、磺酸基、巯基、烷硫基、硝酮基、醛基、羟基、卤化物、带电离子基团和烷氧基组成的组；
[0024]其中R、R
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、R”、R
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中的至少一者为末端官能团，该末端官能团独立地选自由N3、NCS、SH、NH2、COOH、取代或未取代的炔烃、N
‑
羟基琥珀酰亚胺酯、马来酰亚胺、酰肼、硝酮基、
‑
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[0025]其中R、R
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中的至少一者含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种化合物，其具有给体单元和受体单元(A)，其中所述给体单元选自由以下组成的组中的一种或多种：
并且受体单元(A)选自由以下组成的组：
其中所述化合物的所述给体单元和所述受体单元的排列形式可选自由如下形式组成的组：D
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A、D
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可相同或不同，并且表示所述给体单元；其中A、A
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、A”和A
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可相同或不同，并且表示所述受体单元；其中X和X
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各自独立选择地选自由O、S、Se和Te组成的组；其中R、R
’
、R”、R
”’
和R
””
各自为未被取代或被取代的，并且独立地选自由F、H、烷基、不饱和烷基、叠氮基、炔基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、肼基、羧基、氨基、磺酸基、巯基、烷硫基、硝酮基、醛基、羟基、卤化物、带电离子基团和烷氧基组成的组；其中R、R
’
、R”、R
”’
和R
””
中的至少一者为末端官能团，该末端官能团独立地选自由N3、NCS、SH、NH2、COOH、取代或未取代的炔烃、N
‑
羟基琥珀酰亚胺酯、马来酰亚胺、酰肼、硝酮基、
‑
CHO、
‑
OH、卤化物和带电离子基团组成的组；并且其中R、R
’
、R”、R
”’
和R
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中的至少一者包括炔基。2.根据权利要求1所述的化合物，还包含一种或多种与所述化合物缀合的肽。3.根据权利要求1所述的化合物，其中所述化合物具有选自由以下结构式组成的组中的结构式：其中D和D
’
各自独立地选自由以下组成的组：
并且其中R、R
’
、R”和R
”’
各自为未被取代或被取代的，并且独立地选自由F、H、烷基、不饱和烷基、叠氮基、炔基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、肼基、羧基、氨基、磺酸基、巯基、烷硫基、硝酮基、醛基、羟基、卤化物、带电离子基团和烷氧基组成的组；其中R、R
’
、R”和R
”’
中的至少一者为末端官能团，该末端官能团独立地选自由N3、NCS、
SH、NH2、COOH、取代或未取代的炔烃、N
‑
羟基琥珀酰亚胺酯、马来酰亚胺、酰肼、硝酮基、
‑
CHO、
‑
OH、卤化物和带电离子基团组成的组；其中X和X
’
各自独立地选自由O、S、Se和Te组成的组；并且其中R、R
’
、R”、R
”’
和R
””
中的至少一者包括炔基。4.根据权利要求3所述的化合物，还包含一种或多种与所述化合物缀合的肽。5.根据权利要求3所述的化合物，具有如下结构式：其中R、R
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、R”、R
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、R
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、R
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、R
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和R
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各自为未被取代或被取代的，并且独立地选自由F、H、烷基、不饱和烷基、叠氮基、炔基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、肼基、羧基、氨基、磺酸基、巯基、烷硫基、硝酮基、醛基、羟基、卤化物、带电离子基团和烷氧基组成的组；其中R、R
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、R”、R
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【专利技术属性】
技术研发人员：唐本忠，丁丹，齐迹，
申请(专利权)人：香港科技大学，
类型：发明
国别省市：