一種高聚集態(tài)熒光發(fā)射的熒光標(biāo)記分子及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及基于熒光的光學(xué)成像技術(shù)，特別是一種高聚集態(tài)熒光發(fā)射的熒光標(biāo)記 分子及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 惡性腫瘤（癌癥）是威脅人類健康的主要疾病之一。以我國為例，《2013中國腫 瘤登記年報》顯示，2010年，全國惡性腫瘤發(fā)病率為235. 23/10萬（男性268. 65/10萬，女 性200. 21/10萬），死亡率為148. 81/10萬（男性186. 37/10萬，女性109. 42/10萬），這意 味著平均每天每分鐘就有6人被診斷為惡性腫瘤。按照平均壽命74歲計算，人一生中患惡 性腫瘤的幾率是22%，惡性腫瘤已經(jīng)成為一種常見疾病。除加強(qiáng)預(yù)防外，早期診斷可發(fā)現(xiàn) 早期惡性腫瘤并及時給予治療，不僅可以提高生存率，同時也能夠改善病人的生存質(zhì)量。在 腫瘤診斷方面，目前應(yīng)用較為成熟的醫(yī)學(xué)成像手段有：磁共振成像（MRI)、正電子發(fā)射斷層 掃描（PET)、電子計算機(jī)X射線斷層掃描（CT)、超聲波掃描（B超）等。然而，這些非光學(xué)成 像手段存在著輻射大、成本高、操作復(fù)雜、特異性差等一系列缺點。與這些方法不同，光學(xué) 成像尤其是基于熒光的光學(xué)成像技術(shù)具有對樣品無輻射損傷、非侵入、靈敏度高和可實時 成像等優(yōu)點，在惡性腫瘤的早期診斷和治療方面有著廣闊的應(yīng)用前景。其中，近紅外發(fā)光 (650-900nm)的熒光標(biāo)記材料可有效避免生物組織自發(fā)熒光的干擾，并且體內(nèi)血紅蛋白、 水、脂質(zhì)對近紅區(qū)熒光的吸收系數(shù)也最低，這有助于提高熒光成像的靈敏度，受到研宄人員 的青睞。
[0003] "聚集誘導(dǎo)發(fā)光（Aggregation-inducedemission,AIE) "的概念是香港科技大學(xué) 唐本忠院士于2001年首次提出的。他們發(fā)現(xiàn)1-甲基-1，2, 3, 4, 5-五苯基噻咯（MPPS)在 完全溶于溶液中時，基本沒有熒光發(fā)射，而聚集態(tài)或固態(tài)表現(xiàn)出非常強(qiáng)的熒光發(fā)射，因此提 出了 "聚集誘導(dǎo)發(fā)光"的概念。AIE分子在聚集態(tài)或固態(tài)條件下優(yōu)異的發(fā)光性質(zhì)，為徹底解 決傳統(tǒng)有機(jī)熒光材料的熒光自淬滅問題提供了一個全新的途徑。此后，國內(nèi)外眾多研宄者 對于AIE現(xiàn)象進(jìn)行了深入的研宄探索，利用AIE分子構(gòu)筑新型化學(xué)/生物熒光探針的研宄 已成為研宄熱點，并且取得一些頗有意義的研宄成果。在熒光生物成像方面，利用AIE分子 構(gòu)筑的熒光標(biāo)記材料不僅解決了傳統(tǒng)熒光分子的聚集熒光淬滅問題，并且通過增加熒光分 子負(fù)載濃度的方法，可以極大地提高熒光標(biāo)記材料的熒光強(qiáng)度和抗光漂白能力。目前，近紅 外發(fā)光（熒光發(fā)射大于650nm)的AIE分子的種類不多。它們的熒光發(fā)射波譜只有部分在 近紅外區(qū)，并且熒光量子效率也需進(jìn)一步提高。因此，發(fā)展新型近紅外發(fā)光，熒光量子效率 高的AIE分子將其用于惡性腫瘤的熒光標(biāo)記和診斷，能夠減小生物組織的背景干擾，提高 熒光成像的信號強(qiáng)度和信噪比。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是針對上述存在問題，提供一種高聚集態(tài)熒光發(fā)射的熒光標(biāo)記分子 及其制備方法，該熒光標(biāo)記分子具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光特性和高聚集態(tài)發(fā)光的優(yōu)點，在水溶液 中用兩親性聚合物分子F127將其包覆，所制備的熒光納米粒子可標(biāo)記腫瘤細(xì)胞，近紅外發(fā) 光、亮度高、毒性小。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案：
[0006] -種高聚集態(tài)熒光發(fā)射的熒光標(biāo)記分子，化合物名稱為（2Z，2'Z)-3, 3' _(2, 5-二 (二苯胺基）_1，4_苯基）二（2-(3,5_二（三氟甲基）苯基）丙烯腈[(2Z，2,Z)-3,3' -( 2, 5-bis(diphenylamino)-1, 4-phenylene)bis(2-(3, 5~bis(trifluoromethyl)phenyl) acrylonitrile)，DPTPA]，分子式為C52H3QF12N4，在波長為365nm的紫外燈照射下發(fā)出紅色熒 光，該化合物DPTPA的分子結(jié)構(gòu)式為：
[0007]
【主權(quán)項】
1. 一種高聚集態(tài)熒光發(fā)射的熒光標(biāo)記分子，其特征在于：化合物名稱為 (2Z，2' Z)-3, 3' -(2, 5-二（二苯胺基）-1，4-苯基）二（2-(3, 5-二（三氟甲 基）苯基）丙稀腈[(2Z，2'Z)-3,3'-(2,5_bis(diphenylamino)-l，4-phenylene) bis (2- (3, 5_bis (trifluoromethyl) phenyl) acrylonitrile)，DPTPA]，分子式為 C52H3tlF12N4, 在波長為365nm的紫外燈照射下發(fā)出紅色熒光，該化合物DPTPA的分子結(jié)構(gòu)式為：
2. -種如權(quán)利要求1所述高聚集態(tài)熒光發(fā)射的熒光標(biāo)記分子的制備方法，其特征在于 步驟如下： 1) 將1，4-二溴-2, 5-二甲醛基苯、3, 5-二（三氟甲基）苯與無水乙醇均勻混合，得到 混合液； 2) 將NaOH溶解于無水乙醇中，得到NaOH-乙醇溶液； 3) 在隊保護(hù)下將NaOH-乙醇溶液滴加到混合液中，室溫下攪拌反應(yīng)1小時，冷卻至 室溫后過濾，將所得固體用水、乙醇交替清洗三次，干燥后用氯仿重結(jié)晶，得到黃色晶體 (2Z，2' Z)-3, 3' -(2, 5-二溴-1,4-苯基）二（2-(3,5-二（三氟甲基）苯基）丙烯腈； 4) 將（2Z，2'Z)-3, 3'-(2, 5-二溴-1，4-苯基）二（2-(3, 5-二（三氟甲基）苯基）丙 烯腈、2-二環(huán)己基磷-2'，6' -二異丙氧基-1，Γ -聯(lián)苯、三（二亞芐基丙酮）二鈀、磷酸鉀和 二苯胺均勻混合，在隊保護(hù)下逐滴加入甲苯，IKTC下回流24小時，得到反應(yīng)液； 5) 將上述反應(yīng)液倒入水中，反應(yīng)液與水的體積比為1:10,用氯仿萃取三次，合并萃取 液用飽和食鹽水清洗后用無水硫酸鎂干燥，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)后得粗產(chǎn)品； 6) 將上述粗產(chǎn)品用體積比為1 :1的二氯甲烷-石油醚混合液作洗脫劑柱層析，然后用 氯仿重結(jié)晶純化，制得紅色晶體狀高聚集態(tài)熒光發(fā)射的熒光標(biāo)記分子。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述高聚集態(tài)熒光發(fā)射的熒光標(biāo)記分子的制備方法，其特征在 于：所述1，4-二溴-2, 5-二甲醛基苯、3, 5-二（三氟甲基）苯與無水乙醇的用量比為 I. 130mmol ：2. 260mmol :20mL。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述高聚集態(tài)熒光發(fā)射的熒光標(biāo)記分子的制備方法，其特征在于： 所述NaOH-乙醇溶液中NaOH與無水乙醇的用量比為16. 70mmol :10mL。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述高聚集態(tài)熒光發(fā)射的熒光標(biāo)記分子的制備方法，其特征在于： 所述（2Z，2' Z)-3, 3' - (2, 5-二溴-1，4-苯基）二（2-(3, 5-二（三氟甲基）苯基）丙烯 腈、2-二環(huán)己基磷-2'，6' -二異丙氧基-1，Γ -聯(lián)苯、三（二亞芐基丙酮）二鈀、磷酸鉀、二 苯胺與甲苯的用量比為 〇. 2mmol ：0.0 BmmoI ：0. 03mmol ：2mmol ：2mmol :lmL。
6. -種如權(quán)利要求1所述高聚集態(tài)焚光發(fā)射的焚光標(biāo)記分子的應(yīng)用，其特征在于：將 制備的熒光標(biāo)記分子中的納米粒子在水溶液中用普蘭尼克包覆，在波長大于650nm的近紅 外光區(qū)標(biāo)記腫瘤細(xì)胞，方法是： 1) 將熒光標(biāo)記分子（DPTPA)和普蘭尼克（F127)溶解于四氫呋喃中形成均一溶液，熒光 標(biāo)記分、普蘭尼克與四氫呋喃的用量比為Img :20mg :2mL ; 2) 將上述溶液緩慢逐滴滴加至水中，DPTPA與水的用量比為Img :5mL，攪拌10-12小時 以使四氫呋喃充分揮發(fā)，制得熒光納米粒子細(xì)胞培養(yǎng)液，其中納米粒子的濃度為4mg/mL ; 3) 腫瘤細(xì)胞熒光成像實驗： 細(xì)胞的共聚焦成像實驗在Nikon Al型熒光共聚焦顯微鏡上進(jìn)行，選取對數(shù)生長期的 A549細(xì)胞-人體肺腺癌上皮細(xì)胞，按每孔接種10000個細(xì)胞接種于96孔板中，培養(yǎng)24h，然 后吸出培養(yǎng)液，加入熒光納米粒子細(xì)胞培養(yǎng)液，并保持每個孔中納米粒子的濃度為40 μ g/ mL，繼續(xù)培養(yǎng)12h，最后用新鮮的細(xì)胞培養(yǎng)液清洗細(xì)胞以除去未標(biāo)記的納米粒子，在熒光共 聚焦顯微鏡下觀察，激發(fā)波長為488nm，在大于650nm范圍收集圖像。
【專利摘要】一種高聚集態(tài)熒光發(fā)射的熒光標(biāo)記分子，化合物名稱為(2Z,2’Z)-3,3’-(2,5-二(二苯胺基)-1,4-苯基)二(2-(3,5-二(三氟甲基)苯基)丙烯腈，分子式為C52H30F12N4，在波長為365nm的紫外燈照射下發(fā)出紅色熒光；制備的熒光標(biāo)記分子中的納米粒子在水溶液中用普蘭尼克包覆，在波長大于650nm的近紅外光區(qū)標(biāo)記腫瘤細(xì)胞。本發(fā)明的優(yōu)點是：該熒光標(biāo)記分子具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光特性和高聚集態(tài)發(fā)光的優(yōu)點，亮度高、毒性??；用于標(biāo)記腫瘤細(xì)胞操作簡單、成本低、特異性好，可有效避免生物組織自發(fā)熒光的干擾，提高熒光成像的靈敏度，為腫瘤細(xì)胞近紅外熒光標(biāo)記方法的研究提供了一種可用的熒光標(biāo)記材料。
【IPC分類】C07C255-30, C07C253-30, C09K11-06, A61K49-00
【公開號】CN104830318
【申請?zhí)枴緾N201510246913
【發(fā)明人】呂宏光, 高輝, 石季, 鄭雅丹
【申請人】天津理工大學(xué)
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年5月15日