具有聚集诱导发光的近红外荧光纳米探针及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种具有聚集诱导发光的近红外荧光纳米探针及其制备方法，所述荧光探针中含有有机荧光染料；所述探针制备：首先采用胆固醇氯甲酸酯与烷基二胺反应，得到中间产物1；然后利用上述中间产物1与1,7

【技术实现步骤摘要】
具有聚集诱导发光的近红外荧光纳米探针及其制备方法


[0001]本专利技术属于荧光探针领域，具体为一种具有聚集诱导发光性能的近红外荧光纳米探针及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]荧光成像已发展成为生物医学研究的有力工具，并为实时跟踪和监测特定生物过程开辟了新途径。有机荧光染料具有可设计的化学结构、良好的生物相容性、优异的光学性能，而发展成为生物成像应用的构筑基元。传统荧光探针的发射波长通常小于650nm，该区域的荧光容易受到细胞自身荧光和光散射的干扰，且用短波长激发易对生物组织造成光损伤，这些缺陷严重限制了其在生物成像中的应用。发射波长大于650nm的近红外荧光探针，具有自荧光干扰低、光损伤小等优点可用在深部组织成像中，所以近红外荧光探针的研究备受关注。
[0003]苝二酰亚胺具有良好热稳定性和光化学稳定性，可被广泛用作生物传感器、荧光发射器和染料激光器。然而在强大的分子间π
‑
π堆积相互作用的驱动下，苝二酰亚胺发色团易聚集而导致荧光猝灭，这就严重限制了苝二酰亚胺在荧光传感器和生物成像中的应用。而聚集诱导荧光增强分子的发展成功克服了发光猝灭的现象，如具有螺旋桨结构的四苯基乙烯是典型的AIE发色团，其扭曲的构象可以有效地防止分子间的π
‑
π堆积从而避免荧光猝灭。将AIE发色团引入到荧光分子中是构筑具有独特AIE特性荧光分子的有效策略。随着对生理病理学以及细胞学的深入研究，具有靶向功能的荧光探针为研究病理状态与细胞器之间的关系提供了有力途径，可以明显提高肿瘤细胞的诊断效率。因此，制备具有聚集诱导荧光增强和靶向特性的新型近红外荧光探针对于生物成像的研究具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种具有聚集诱导发光性能的近红外荧光纳米探针及其制备方法，该荧光纳米探针不仅在近红外区域具有聚集诱导荧光增强的特性，而且具有良好的生物相容性和光学稳定性，可用于肿瘤细胞的靶向生物成像；该方法简单易行，产物易分离纯化，反应设备简单，操作条件温和，易于实现工业化生产。
[0005]为实现上述目的，本专利技术首先提供一种有机荧光染料，所述有机荧光染料的基本结构由四苯基乙烯、胆固醇及苝二酰亚胺构成，其通式为C
132
H
136
N4O
10
Tn，式中：T
n
为烷基碳链
‑
2(CH2)
n
‑
，其中n＝2～10，结构式为：
[0006][0007]本专利技术提供一种有机荧光染料的制备方法，即采用胆固醇氯甲酸酯与烷基二胺反应，得到中间产物1；然后利用上述中间产物1与1,7
‑
二溴
‑
3,4,9,10
‑
苝四羧基双酐反应，得到中间产物2；再利用中间产物2与1
‑
(4
‑
羟基苯)
‑
1,2,2
‑
三苯乙烯得到四苯基乙烯、胆固醇修饰的苝二酰亚胺化合物TM。
[0008]反应过程为：
[0009][0010]具体制备方法，包括如下步骤：
[0011](1)中间产物1的合成
[0012]将烷基二胺加入二氯甲烷中，保持其浓度为12－35mg/mL；加入三乙胺，保持烷基
二胺与三乙胺的摩尔比为10－25:1；加入胆固醇氯甲酸酯，使烷基二胺与胆固醇氯甲酸酯的摩尔比为15－30:1；在0℃氮气气氛下反应1－3小时后室温下继续反应16－24小时。过滤收集滤液旋转蒸发除去溶剂，水洗3次，用二氯甲烷/甲醇重结晶3次，得到中间产物1；
[0013]烷基二胺为1,2
‑
乙二胺、1,3
‑
丙二胺、1,4
‑
丁二胺、1,5
‑
戊二胺、1,6
‑
己二胺、1,7
‑
庚二胺、1,8
‑
辛二胺、1,9
‑
壬二胺或1,10
‑
癸二胺。
[0014](2)中间产物2的合成
[0015]将1,7
‑
二溴
‑
3,4,9,10
‑
苝四羧基双酐溶于体积比为1－4:1的水/异丙醇混合溶液中，保持其浓度为4－8mg/mL；加入中间产物1，使中间产物1与1,7
‑
二溴
‑
3,4,9,10
‑
苝四羧基双酐的摩尔比为3－6:1；回流反应24小时后离心分离收集沉淀，溶于氯仿后过滤除去不溶物；再将乙醚加入滤液中，所得不溶物再用氯仿/乙醚重结晶3次，得到中间产物2；
[0016](3)TM的合成
[0017]将中间产物2溶于N
‑
甲基吡咯烷酮中，保持其浓度为1－10mg/mL；加入1
‑
(4
‑
羟基苯)
‑
1,2,2
‑
三苯乙烯，使1
‑
(4
‑
羟基苯)
‑
1,2,2
‑
三苯乙烯与中间产物2的摩尔比为3－6:1；加入碳酸钾，使碳酸钾与1
‑
(4
‑
羟基苯)
‑
1,2,2
‑
三苯乙烯的摩尔比为6:1；N2气氛85℃下反应24小时后，将上述反应液加至稀盐酸中，分离除去所产生的沉淀；收集滤液用二氯甲烷作为洗脱剂进行柱分离，得到目标化合物TM。
[0018]本专利技术提供一种具有聚集诱导发光性能的近红外荧光纳米探针，其是用含cRGD环肽的聚合物基质包覆如上所述的有机荧光染料制备而成，具体包括以下步骤：
[0019]将有机荧光染料(TM)溶于四氢呋喃中，保持其浓度为1－6mg/mL；将DSPE
‑
PEG
2000
‑
cRGD和DSPE
‑
PEG
2000
溶于水体积百分比为90％的水/四氢呋喃混合溶液中，使二者的摩尔比为0.8－1.3:1；将TM的四氢呋喃溶液倒入聚合物基质溶液中超声1－2分钟；将上述微乳液于室温下搅拌至少24小时以除尽四氢呋喃；用0.22mm过滤器过滤上述溶液得到纳米荧光探针NP。
[0020]与现有技术相比本专利技术的有益效果：
[0021](1)本专利技术提供了一种具有聚集诱导发光性能的近红外荧光纳米探针，该纳米荧光探针在近红外区域具有聚集诱导荧光增强的特性；
[0022](2)带cRGD环肽的两亲性聚合物基质包覆后的纳米荧光探针具有良好的生物相容性和光学稳定性，且最终制备的纳米粒子对肿瘤细胞具有明显的特异性靶向生物成像；
[0023](3)纳米荧光探针的制备方法简单易行，产物易分离纯化，反应设备简单，操作条件温和，易于实现工业化生产。
附图说明
[0024]图1：实施例1中中间产物1的核磁共振氢谱；
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机荧光染料，其特征在于，结构式为：2.如权利要求1所述的一种有机荧光染料的制备方法，其特征在于，制备过程为：3.如权利要求1所述的一种有机荧光染料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将烷基二胺加入二氯甲烷中，保持其浓度为12－35mg/mL；加入三乙胺，保持烷基二胺与三乙胺的摩尔比为10－25:1；加入胆固醇氯甲酸酯，使烷基二胺与胆固醇氯甲酸酯的摩尔比为15－30:1；在0℃氮气气氛下反应1－3小时后室温下继续反应16－24小时；过滤收集滤液旋转蒸发除去溶剂，水洗3次，用二氯甲烷/甲醇重结晶3次，得到中间产物1；(2)将1,7
‑
二溴
‑
3,4,9,10
‑
苝四羧基双酐溶于体积比为1－4:1的水/异丙醇混合溶液
中，保持其浓度为4－8mg/mL；加入中间产物1，使中间产物1与1,7
‑
二溴
‑
3,4,9,10
‑
苝四羧基双酐的摩尔比为3－6:1；回流反应24小时后离心分离收集沉淀，溶于氯仿后过滤除去不溶物；再将乙醚加入滤液中，所得不溶物再用氯仿/乙醚重结晶3次，得到中间产物2；(3)将中间产物2溶于N
‑
甲基吡咯烷酮中，保持其浓度为1－10mg/mL；加入1
‑
(4
‑
羟基苯)
‑
1,2,2
‑
三苯乙烯，使1
‑
(4
‑
羟基苯)
‑
1,2,2
‑
三苯乙烯与中间产物2的摩尔比为3－6:1；加入碳酸钾，使碳酸钾与1
‑
(4
‑
羟基苯)
‑
1,2,2
‑
三苯乙烯的摩尔比为6:1；N2气氛85℃下反应24小时后，将上述反应液加至稀盐酸中，分离除去所产生的沉淀；收集滤液用二氯甲烷作为洗脱剂进行柱分离，得到目标化合物TM。4.如权利要求3所述的有机荧光染料的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：张静，刘佳琦，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：