一种基于苯并吲哚的I型AIE光敏剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种基于苯并吲哚的I型AIE光敏剂及其制备方法和应用，属于生物医学材料领域，该I型AIE光敏剂为受体

【技术实现步骤摘要】
一种基于苯并吲哚的I型AIE光敏剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于生物医学材料领域，具体涉及一种基于苯并吲哚的I型AIE光敏剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]细胞焦亡(pyroptosis)是一种近几年发现的炎性细胞死亡方式，是由炎性小体引发的细胞程序性死亡，表现为细胞不断胀大直至细胞膜破裂，导致细胞内容物释放进而引起强烈的炎症反应。细胞焦亡的发生依赖于炎性半胱天冬酶(caspase)和膜穿孔蛋白Gasdermin D(GSDMD)蛋白家族，被激活的caspase切割GSDMs蛋白，释放出其N端结构域，该结构域结合膜脂并在细胞膜上打孔，导致细胞渗透压的变化，进而发生胀大直至细胞膜破裂。细胞焦亡与神经性疾病、动脉粥样硬化、感染性疾病、阿尔兹海默症病、自身免疫性疾病等的发生和发展相关。但现有技术中能够诱导细胞焦亡的试剂种类比较少，主要是化疗药物分子，而这一类分子往往存在耐药性和一定的毒副作用。因此，开发新型的诱导细胞焦亡的试剂势在必行。
[0003]公开号为CN112341379A的中国专利文献公开了一种多芳基硫吡啶正离子盐光控细胞焦亡材料，是以多芳基硫单元为母核，通过去甲基化得到的水溶性材料，该多芳基硫吡啶正离子盐本身没有发光现象，且无AIE特性，但与生物大分子如DNA、BSA、HS等结合后，存在较强磷光现象；当其进入细胞后，在405nm的紫外激光下，细胞会迅速发生细胞焦亡现象，表现为光控细胞焦亡的特性。虽然该专利技术所公开的材料具有引起细胞焦亡的特性，但是无法实现活体肿瘤方面的应用，也没有提供引起细胞焦亡的通路或者机理，另外，该专利技术所施加的紫外激光本身对细胞会产生一定的不良影响。
[0004]公开号为CN114292276A的中国专利文献公开了一种基于卟啉四氮杂环的光控细胞焦亡材料，是以卟啉单元为母核，外围连有四个氮杂环，通过去甲基化得到的水溶性材料，具有快速的多波段光控细胞焦亡性质，作用波长最大可调至640nm可见光范围，极大地降低了光源本身对于细胞或生物体的伤害，同时也增强了光的穿透性，为光控细胞焦亡技术在肿瘤治疗领域提供了可行性。虽然该专利技术在一定程度上克服了公开号CN112341379A的专利技术的不足，但是，卟啉四氮杂环只能在单分子状态下使用，聚集会导致荧光猝灭或者活性氧产生能力降低。另外，该材料所产生的活性氧种类没有加以说明，也没有提供引起细胞焦亡的通路或者机理。
[0005]理想的抗肿瘤治疗不仅要破坏原发肿瘤，还要提高肿瘤微环境的免疫原性，光动力治疗可增强免疫刺激反应。光动力治疗的关键因素之一是光敏剂，AIE光敏剂能够有效克服传统光敏剂聚集导致的荧光和活性氧(ROS)产生能力降低的问题。另外，肿瘤微环境是乏氧环境，不利于依赖氧气的II型AIE光敏剂产生充足的单线态氧来杀死肿瘤细胞，而I型AIE光敏剂能克服肿瘤的乏氧环境，产生毒性更强的Type I自由基(H2O2,O
22
‑
,
·
OH等)，高效杀伤肿瘤。因此，发展近红外发射的I型AIE光敏剂对光动力治疗在临床上的应用具有重要意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种基于苯并吲哚的I型AIE光敏剂，分子结构为受体
‑
供体型，该I型AIE光敏剂具有Type I活性氧产生能力，对氧气浓度依赖低，能够在肿瘤乏氧环境下实现高效的肿瘤细胞杀伤，且能够诱导细胞焦亡和细胞免疫原性死亡，在肿瘤诊断和/或肿瘤治疗中应用广泛。
[0007]具体采用的技术方案如下：
[0008]一种基于苯并吲哚的I型AIE光敏剂，具有供体
‑
受体结构，结构式如式(I)或(II)所示：
[0009][0010]式(I)或(II)中，R1为芳香环衍生物给电子基团，包括芳胺取代的苯基、烷胺取代的苯基、烷氧基取代的四苯基乙烯基或四苯基乙烯基；R2为
‑
CH2CH2OH、
‑
CH2CH2COOH、
‑
CH2CH2CH3或
‑
CH2CH2CH2CH2CH3；X为Cl、Br或I。
[0011]优选的，所述的芳胺取代的苯基包括式(Ⅲ)所示结构式的任一种：
[0012][0013]式(Ⅲ)中，*表示取代位置。
[0014]优选的，所述的烷胺取代的苯基包括式(Ⅳ)所示结构式的任一种：
[0015][0016]式(Ⅳ)中，n为1～10的自然数，*表示取代位置。
[0017]优选的，所述的烷氧基取代的四苯基乙烯基包括式(V)所示结构式的任一种：
[0018][0019]式(V)中，m为1～10的自然数，*表示取代位置。
[0020]本专利技术的I型AIE光敏剂具有供体
‑
受体结构，供体部分为AIE荧光团且能够提供电子，中间的联二噻吩结构可以增加供体的供电性，减少分子HOMO与LUMO的能级差，受体部分含有苯并吲哚内盐结构；在苯并吲哚部分的氮原子上引入修饰基团的目的是在氮原子上引入正电荷，因而作为电子受体部分，负电荷的存在只是让整个分子对外表现为电中性，形成内盐，进而使得所得AIE光敏剂具有Type I活性氧产生能力以及聚集诱导荧光增强和活性氧产生能力增强的效果。
[0021]本专利技术还提供了所述的基于苯并吲哚的I型AIE光敏剂的制备方法，具体包括以下步骤：
[0022](1)在钯催化剂、碱性条件下，芳基硼酸和5
‑
溴
‑
2,2'
‑
二噻吩
‑
5'
‑
甲醛为原料以摩尔比1:0.8～1.2发生Suziki偶联反应得到中间体1；
[0023](2)将中间体1和苯并吲哚类化合物为原料以摩尔比1:1～2发生亲核加成反应得到所述的基于苯并吲哚的I型AIE光敏剂；
[0024]所述的芳基硼酸的结构式为
[0025]所述的苯并吲哚类化合物的结构式为
[0026]其中，R1、R2、X的定义同上。
[0027]优选的，步骤(1)的反应过程中，采用四三苯基膦钯催化剂，碳酸钾提供碱性条件，在保护性氛围下反应，反应温度为80～130℃，反应时间为12～24h。
[0028]优选的，步骤(2)的反应过程中，采用哌啶作为催化剂，在保护性氛围下反应，反应温度为80～130℃，反应时间为6～24h。
[0029]本专利技术还提供了一种纳米颗粒，成分包括所述的基于苯并吲哚的I型AIE光敏剂。
[0030]所述的纳米颗粒的制备方法包括以下步骤：将所述的基于苯并吲哚的I型AIE光敏剂与表面活性剂混合，共沉淀制备得到所述的纳米颗粒。
[0031]所述的表面活性剂为DSPE
‑
PEG2000，所述的基于苯并吲哚的I型AIE光敏剂与表面活性剂的质量比为1：1～3。
[0032]本专利技术还提供了所述的基于苯并吲哚的I型AIE光敏剂在制备肿瘤诊断和/或肿瘤治疗产品中的应用。
[0033]与现有技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于苯并吲哚的I型AIE光敏剂，其特征在于，结构式如式(I)或(II)所示：式(I)或(II)中，R1为芳香环衍生物给电子基团，包括芳胺取代的苯基、烷胺取代的苯基、烷氧基取代的四苯基乙烯基或四苯基乙烯基；R2为
‑
CH2CH2OH、
‑
CH2CH2COOH、
‑
CH2CH2CH3或
‑
CH2CH2CH2CH2CH3；X为Cl、Br或I。2.根据权利要求1所述的基于苯并吲哚的I型AIE光敏剂，其特征在于，所述的芳胺取代的苯基包括式(Ⅲ)所示结构式的任一种：式(Ⅲ)中，*表示取代位置。3.根据权利要求1所述的基于苯并吲哚的I型AIE光敏剂，其特征在于，所述的烷胺取代的苯基包括式(Ⅳ)所示结构式的任一种：式(Ⅳ)中，n为1～10的自然数，*表示取代位置。4.根据权利要求1所述的基于苯并吲哚的I型AIE光敏剂，其特征在于，所述的烷氧基取代的四苯基乙烯基包括式(V)所示结构式的任一种：
式(V)中，m为1～10的自然数，*表示取代位置。5.根据权利要求1
‑
4任一所述的基于苯并吲哚的I型AIE光敏剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在钯催化剂、碱性条件下，芳基硼酸和5
‑
溴
‑
2,2'
...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐本忠，秦安军，王俪蓉，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：