一种水溶性聚集诱导发光纳米粒子及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种水溶性聚集诱导发光纳米粒子及其制备方法和应用。该水溶性聚集诱导发光纳米粒子由单一两亲性化合物自组装而成，所述的两亲性化合物的结构式如式(a)所示，其中：R1选自H，

【技术实现步骤摘要】
一种水溶性聚集诱导发光纳米粒子及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及纳米材料
，尤其涉及一种水溶性聚集诱导发光纳米粒子及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]目前，化学发光是用于生物成像最方便和灵敏的方法之一，大多数用于生物成像的分子探针为有机荧光分子探针，因具有灵敏度高、选择性好、检测限低等优点而被广泛研究。然而，传统的荧光生色团在聚集状态下荧光会减弱甚至消失，这种现象被称作聚集荧光淬灭(ACQ)。生命体系和自然环境多以水为介质，而有机荧光分子大都具有疏水特性，水溶性普遍较差，导致传统染料在固态或聚集态应用时效率大大降低，难以完成生物体内长期的成像及信号追踪。而辅助溶解的有机溶剂，也可能给生物应用带来隐患。
[0003]唐本忠院士研究组所定义的“聚集诱导发光现象”，突破了传统荧光聚集猝灭的瓶颈，实现了关于荧光探针分子的变革。聚集诱导发光分子可以在特定的条件下形成聚集体，荧光效率出现显著的增加甚至由暗到明的突跃，聚集诱导发光荧光探针在水中聚集和荧光增强的独特性质可以实现低浓度、大荧光信号及长期追踪，使其越来越多地应用于细胞成像等生物检测中。单纯的小分子聚集诱导发光荧光探针同样存在水溶性问题，亟待解决该问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决了现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的是提供一种水溶性聚集诱导发光纳米粒子及其制备方法和应用，本专利技术将疏水的聚集诱导发光基团与亲水基团结合成两亲性聚集诱导发光探针，自组装成水溶性的纳米探针，是发挥聚集诱导发光特性同时解决有机溶剂隐患的有效途径。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种水溶性聚集诱导发光纳米粒子，所述的水溶性聚集诱导发光纳米粒子由单一两亲性化合物自组装而成，所述的两亲性化合物的结构式如式(a)所示：
[0006][0007]其中：R1选自H，
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CH3，
‑
OH，
‑
OCH3，
‑
NH2，
‑
N(CH3)2，
‑
F和
‑
NO2的一种，R2选自H，
‑
CH3，
‑
OH，
‑
OCH3，
‑
NH2，
‑
N(CH3)2，
‑
F和
‑
NO2的一种，n为1～6之间的整数。
[0008]本专利技术提出的纳米粒子具有优异的水溶性和聚集诱导发光的特性，为疾病的诊断、治疗效果评价等方面提供更多可用的检测手段，对提升我国居民健康水平具有重要的现实意义和价值。
[0009]优选地，式1中，当R1为H时，R2选自H，
‑
CH3，
‑
OH，
‑
OCH3，
‑
NH2，
‑
N(CH3)2，
‑
F和
‑
NO2其中的一种，当R1不为H时，R1和R2相同，选自
‑
CH3，
‑
OH，
‑
OCH3，
‑
NH2，
‑
N(CH3)2，
‑
F和
‑
NO2其中的一种。
[0010]本专利技术的第二个目的是保护上述两亲性化合物的制备方法，包括如下步骤：
[0011](1)将化合物1溶于无水二氯甲烷并冷却至0℃，加入EDCI、4
‑
二甲氨基吡啶和三乙胺后，搅拌0.5～1h，然后在氮气保护下缓慢滴加溶于无水二氯甲烷的化合物2，20℃～30℃继续反应2～5h，除去溶剂，柱层析得到化合物3；
[0012][0013](2)将所述的化合物3和化合物4溶于THF/H2O体积比为4/1的混合溶液中，加入五水硫酸铜和抗坏血酸钠后，在氮气保护下50℃～70℃反应2～5h，反应结束后抽干溶剂，加入二氯甲烷并用饱和EDTA溶液萃取，有机相经MgSO4干燥、过滤、浓缩，最后通过柱层析得到化合物5；
[0014][0015](3)将所述的化合物5溶于甲醇中，缓慢加入过量的乙二胺，20℃～40℃反应1～3天，除去溶剂，粗产物通过透析纯化，冻干得到目标化合物6；
[0016][0017]上述方法的反应式合并如式i所示：
[0018][0019]其中：R1选自H，
‑
CH3，
‑
OH，
‑
OCH3，
‑
NH2，
‑
N(CH3)2，
‑
F和
‑
NO2的一种，R2选自H，
‑
CH3，
‑
OH，
‑
OCH3，
‑
NH2，
‑
N(CH3)2，
‑
F和
‑
NO2的一种，n为1～6之间的整数。
[0020]本专利技术提出的两亲性化合物(树形分子)具有准确的结构式和分子量，且可以通过结构调整获得不同特性的化合物，避免了传统纳米粒子结构未知、重复性差的问题。
[0021]优选地，步骤(1)中化合物1与EDCI的摩尔比为1:1.5～3，EDCI与4
‑
二氨基吡啶的摩尔比为1:1，EDCI与三乙胺的摩尔比为1:1～2，化合物1与化合物2的摩尔比为1:1～1.5。
[0022]优选地，步骤(2)中化合物3与化合物4的摩尔比为1～1.2:1，化合物3与五水硫酸铜的摩尔比为5～10:1，化合物3与抗坏血酸钠的摩尔比为2.5～5:1。
[0023]优选地，上述两亲性化合物的制备方法，具体包括如下步骤：
[0024](1)将化合物1溶于无水二氯甲烷并冷却至0℃，加入EDCI、4
‑
二甲氨基吡啶和三乙胺后，搅拌0.5h，然后在氮气保护下缓慢滴加溶于无水二氯甲烷的化合物2，25℃继续反应3h，除去溶剂，柱层析得到化合物3；
[0025](2)将所述的化合物3和化合物4溶于THF/H2O体积比为4/1的混合溶液中，加入五水硫酸铜和抗坏血酸钠后，在氮气保护下60℃反应3h，反应结束后抽干溶剂，加入二氯甲烷
并用饱和EDTA溶液萃取，有机相经MgSO4干燥、过滤、浓缩，最后通过柱层析得到化合物5；
[0026](3)将所述的化合物5溶于甲醇中，缓慢加入过量的乙二胺，30℃反应2天，除去溶剂，粗产物通过透析纯化，冻干得到目标化合物6。
[0027]本专利技术第三个目的是保护上述水溶性聚集诱导发光纳米粒子的制备方法，通过薄膜分散法来实现，包括如下步骤：将所述的两亲性化合物溶于甲醇中，然后通过旋转蒸发仪除去溶剂，在瓶底形成薄膜，然后加入去离子水，并利用超声分散，滤膜过滤后，得到所述的水溶性聚集诱导发光纳米粒子。本专利技术通过两亲性化合物(树形分子)自组装而成聚集诱导发光纳米粒子水溶性好，避免了有机溶剂的使用。
[0028]本专利技术第四个目本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水溶性聚集诱导发光纳米粒子，其特征在于，所述的水溶性聚集诱导发光纳米粒子由单一两亲性化合物自组装而成，所述的两亲性化合物的结构式如式(a)所示：其中：R1选自H，
‑
CH3，
‑
OH，
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OCH3，
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NH2，
‑
N(CH3)2，
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F和
‑
NO2的一种，R2选自H，
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CH3，
‑
OH，
‑
OCH3，
‑
NH2，
‑
N(CH3)2，
‑
F和
‑
NO2的一种，n为1～6之间的整数。2.根据权利要求1所述的水溶性聚集诱导发光纳米粒子，其特征在于，式1中，当R1为H时，R2选自H，
‑
CH3，
‑
OH，
‑
OCH3，
‑
NH2，
‑
N(CH3)2，
‑
F和
‑
NO2其中的一种，当R1不为H时，R1和R2相同，选自
‑
CH3，
‑
OH，
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OCH3，
‑
NH2，
‑
N(CH3)2，
‑
F和
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NO2其中的一种。3.权利要求1所述的两亲性化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将化合物1溶于无水二氯甲烷并冷却至0℃，加入EDCI、4
‑
二甲氨基吡啶和三乙胺后，搅拌0.5～1h，然后在氮气保护下缓慢滴加溶于无水二氯甲烷的化合物2，20℃～30℃继续反应2～5h，除去溶剂，柱层析得到化合物3；(2)将所述的化合物3和化合物4溶于THF/H2O体积比为4/1的混合溶液中，加入五水硫酸铜和抗坏血酸钠后，在氮气保护下50℃～70℃反应2～5h，反应结束后抽干溶剂，加入二氯甲烷并用饱和EDTA溶液萃取，有机相经MgSO4干燥、过滤、浓缩，最后通过柱层析得到化合物5；(3)将所述的化合物5溶于甲醇中，缓慢加入过量的乙二胺，20℃～40℃反应1～3天，除去溶剂，粗产物通过透析纯化，冻干得到目标化合物6；上述方法的反应式如式i所...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤静洁，孟飞，黄冬婷，黎鹏，黄俊生，
申请(专利权)人：广东省科学院生物与医学工程研究所，
类型：发明
国别省市：