具有聚集诱导发光特性的线粒体靶向近红外粘度荧光探针制造技术

本发明专利技术公开一种具有聚集诱导发光特性的线粒体靶向近红外粘度荧光探针，属于荧光探针技术领域。本发明专利技术提供的一种线粒体靶向近红外粘度荧光探针具有聚集诱导发光特性，可作为检测试剂在脂肪肝、炎症和肿瘤模型中检测粘度变化，而且该探针具有良好的活性氧产生能力，可用作光敏剂对癌症进行光动力治疗，检测和治疗的手段简单灵敏。的手段简单灵敏。的手段简单灵敏。

【技术实现步骤摘要】
具有聚集诱导发光特性的线粒体靶向近红外粘度荧光探针


[0001]本专利技术属于粘度荧光探针
，具体涉及一种具有聚集诱导发光特性的线粒体靶向近红外粘度荧光探针。

技术介绍

[0002]粘度作为细胞微环境的重要参数，在物质扩散和信号传导等方面发挥重要作用。线粒体作为真核细胞的一种重要细胞器，被认为是细胞的主要动力库，其微环境稳态对正常生命活动至关重要，线粒体的粘度水平在调节其生理过程中起着重要的作用，其粘度的异常变化往往会导致炎症、神经退行性疾病甚至癌症等多种疾病。因此，开发监测线粒体粘度的荧光探针将有助于深刻理解与线粒体粘度相关的生理和病理过程。现有粘度敏感探针大多是基于聚集导致淬灭发光机理，即低浓度发光，高浓度或聚集状态时会发生荧光淬灭，严重影响其作为发光材料的有效性。而具有聚集诱导发光(AIE)特性的分子在溶解时，由于分子内自由旋转不发光或发光很弱；然而，一旦聚集或限制在刚性环境中，分子内运动的受限就会发出强烈的荧光。因此，开发具有聚集诱导发光特性且可监测线粒体粘度发生过程的高灵敏度荧光粘度探针是非常有必要的。
[0003]光动力治疗(PDT)由于其微创性、高选择性、毒副作用小和良好的靶向治疗效果的优点，已成为临床认可的一种很有潜力的癌症治疗方式。PDT是在光照射下激活光敏剂(PS)产生ROS，特别是单线态氧(1O2)，导致癌细胞坏死或凋亡。由于ROS具有反应活性高和扩散距离短的特点，因此合理设计具有细胞器靶向的PSs可以显著提高PDT的疗效。考虑到线粒体在细胞呼吸、分裂和凋亡中的重要作用，及其对ROS和药物刺激的高度敏感性，将PSs直接靶向到线粒体，理论上可以最大限度地提高PDT的效率
[130]。因此，线粒体靶向PSs的开发近年来受到广泛关注，并成为传统细胞核靶向药物的替代品，用于杀伤或抑制癌细胞和肿瘤发生。
[0004]目前具有聚集诱导发光特性，能够用于多种疾病模型(脂肪肝、炎症甚至癌症)的可视化诊断，并且能够进行癌症的光动力治疗，以及通过线粒体粘度的变化对治疗效果进行即时评估的荧光探针，鲜有报道。因此，开发具有聚集诱导发光特性的线粒体靶向近红外粘度荧光探针用于多种疾病模型的可视化诊断和癌症的光动力治疗，进而实现诊疗一体化是非常有必要的。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术提供一种具有聚集诱导发光特性的线粒体靶向近红外粘度荧光探针(POTA
‑
OH)，利用其正电荷结构与线粒体负性膜电位的静电作用相结合，使探针靶向聚集于线粒体中，同时利用AIE分子运动受限和多个可自由旋转的苯基及单键自由旋转受到限制使分子的有效共轭，从而实现对线粒体粘度的高灵敏识别。同时，具有粘度依赖性的POTA
‑
OH能够在体外PDT过程的同时进行治疗效果的即时评估。此外，POTA
‑
OH高效的PDT在体内抗肿瘤方面也取得了成功，为肿瘤治疗及其疗效即时评估提供了有效
的策略。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0007]一种具有聚集诱导发光特性的线粒体靶向近红外粘度荧光探针，结构式为：
[0008][0009]本专利技术提供的荧光粘度探针具有聚集诱导发光的特性，探针的近红外荧光强度随环境粘度的增加而逐渐增强。
[0010]一种具有聚集诱导发光特性的线粒体靶向近红外粘度荧光探针在制备监测活细胞线粒体内粘度变化试剂中的应用。
[0011]一种具有聚集诱导发光特性的线粒体靶向近红外粘度荧光探针在检测药物诱导活细胞中粘度变化的应用。
[0012]一种具有聚集诱导发光特性的线粒体靶向近红外粘度荧光探针在制备检测炎症模型粘度变化试剂中的应用。
[0013]一种具有聚集诱导发光特性的线粒体靶向近红外粘度荧光探针在制备检测脂肪肝模型粘度变化试剂中的应用。
[0014]一种具有聚集诱导发光特性的线粒体靶向近红外粘度荧光探针在制备检测肿瘤模型粘度变化试剂中的应用。
[0015]一种具有聚集诱导发光特性的线粒体靶向近红外粘度荧光探针在制备光动力治疗试剂中的应用。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0017](1)本专利技术所述的检测线粒体粘度的荧光探针以对羟基二苯胺取代氧杂蒽基团作为聚集诱导荧光核和电子供体(D)，吡啶阳离子作为电子受体(A)并兼具线粒体靶向基团。该分子结构中存在强大的推拉电子效应和扭曲的D
‑
A效应；在二甲基亚砜/甲苯混合溶剂中随着甲苯含量的增加，探针荧光逐渐增强，具有典型的聚集诱导荧光发射特性。
[0018](2)所述探针对粘度变化的响应原理：由于多个可自由旋转的苯基和乙烯基单键，使分子在粘度较低的介质中可自由旋转，且处于扭曲态分子内电荷转移状态，导致荧光猝灭；当处于粘度较高的体系时，自由旋转受到限制，扭曲态分子内电荷转移效应被抑制，使得整个分子共平面，探针就会发出很强的近红外荧光。
[0019](3)所述探针在水
‑
甘油体系中，当粘度η从0.89cP增加到945cP时，该探针在720nm处的近红外荧光强度逐渐增强，且增强倍数超过157倍。此外，logI
720
与logη存在良好的线性关系(R2＝0.9896)，斜率为0.725，具有高灵敏定量检测环境粘度的特性。
[0020](4)所述探针对环境粘度的检测具有高选择性和高灵敏性，且不受生物体系及环境中其他物质、极性和pH的干扰。
[0021](5)所述探针利用分子中吡啶正电荷结构与线粒体负性膜电位的静电作用相结合，使探针靶向聚集于线粒体中；应用于线粒体粘度细胞模型中对粘度变化的实时原位监测时，并在活体粘度和炎症小鼠体内也表现出高灵敏响应。此外，还应用于脂肪肝组织切片及活体小鼠肿瘤和临床癌症患者病理样本的可视化识别，具有高灵敏、可靠性、可视化、快速便捷等特点，预示该探针在线粒体相关生物研究与医疗诊断方面具有良好的应用前景。
[0022](6)所述探针具有良好的活性氧产生能力，该探针能够同时进行体外光动力治疗和即时评估治疗效果，实现了对体内肿瘤高效的光动力治疗，在生物体系中的可视化检测及疾病诊断和治疗方面具有潜在的应用价值，并且为实现癌症的诊疗一体化提供了一种非常有前景的荧光试剂。
[0023](7)所述的检测手段简单，只需包括荧光分光光度计、激光共聚焦显微镜、多模式活体成像仪。
附图说明
[0024]图1为本专利技术探针POTA
‑
OH在二甲基亚砜
‑
甲苯混合溶剂中随含甲苯体积含量变化的荧光发射光谱图；
[0025]图2为本专利技术探针POTA
‑
OH的相对荧光强度(I/I0)在二甲基亚砜
‑
甲苯混合体系中随体积含量变化的曲线；
[0026]图3为本专利技术探针POTA
‑
OH在水
‑
甘油混合溶剂中随甘油体积含量变化的荧光发射光谱图；
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有聚集诱导发光特性的线粒体靶向近红外粘度荧光探针，其特征在于，结构式为：2.一种具有聚集诱导发光特性的线粒体靶向近红外粘度荧光探针在制备监测活细胞线粒体内粘度变化试剂中的应用。3.如权利要求1所述的一种具有聚集诱导发光特性的线粒体靶向近红外粘度荧光探针在检测药物诱导活细胞中粘度变化的应用。4.如权利要求1所述的一种具有聚集诱导发光特性的线粒体靶向近红外粘度荧光探针在制备检...

【专利技术属性】
技术研发人员：昝琪，樊丽，张跃伟，双少敏，董川，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：