论文部分内容阅读
近年来聚集诱导发光(Aggregation-induced emission,AIE)迅猛发展,已经被用于很多方面,例如,荧光探针、荧光成像、生物检测、刺激响应智能材料等。对AIE机制的了解也更为深入,分子内运动受限机制(Restriction of Intramolecular Motions,RIM)被认为是主要因素。基于此,我们可以设计满足需求的AIE分子。癌症,鉴于传统方法治疗癌症的弊端,很多研究学者在不断地研究,不断寻找新的方法,发展新的治疗癌症的方法迫切的成为需求。光动力疗法(Photodynamic therapy,PDT)因具有时空选择性高、无创性和非入侵性、极小的副作用、降低复发风险等优势而备受关注。近几年随着光敏剂的迅速发展,光动力疗法已被证明在头颈癌、皮肤癌及其早期阻塞性肺癌等抗癌治疗中具有显著效果。目前,已经有十几种相关药物已被批准出售和应用。AIE分子因为既能产生单线态氧也能进行荧光成像而成为光动力方面的研究热点。同时,在肿瘤治疗和光动力抗菌方面具有极大的临床应用潜力。但是目前光敏剂普遍存在单线态氧产生效率不高、光敏剂靶向性不足、成像信噪比低等缺点,使得PDT在临床上应用受限。针对以上问题,本论文设计合成了基于四苯基乙烯的荧光AIE光敏剂,利用光敏剂对细胞器的靶向进行成像实现对肿瘤的治疗。通过分子设计,提高单线态氧产生效率,提高PDT治疗效果。本论文主要围绕以下内容展开工作:(1)AIE探针在光动力治疗方面,我们设计了基于四苯基乙烯和吡啶鎓盐的阳离子探针TPEPy-I和TPEPy-PF6,整个结构形成电子推拉体系,使得发射波长到近红外区,这有利于成像深度更深,背景荧光干扰小,信噪比高。阳离子探针具有靶向线粒体,并且共定位系数达到0.96-0.97。通过与商业化光敏剂RB对比,探针具有优异的单线态氧产生能力。在低光源下(30m W/cm~2)以及低浓度(1μM)下就能表现出良好的光动力效果。(2)AIE探针在光动力抗菌方面,由于优异的结构,较小的带隙及其活性氧产生能力,我们使用革兰氏阳性细菌金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性细菌大肠杆菌来证明探针的抗菌效果,结果证明在低浓度下(0.5μM)对金黄色葡萄球菌就能表现出较好的抗菌效果,在稍高浓度(5-10μM)能对大肠杆菌表现出抗菌能力。这主要归因于探针分子的阳离子静电结合及其优异的活性氧产生能力。(3)AIE探针在固态/溶液多重刺激响应荧光开关方面,我们设计了基于螺[芴-9,9′-氧杂蒽](SFX)-螺吡喃的响应型材料SFX-2SP,实验结果表明,SFX-2SP在溶液态中对光、酸/碱、离子都能有响应。在固态下粉末同样也能表现出荧光开关特性,通过PMMA膜负载表出与固态粉末不同的高对比度,高发射特性。同时,多种不同状态颜色之间的切换为信息加密、防伪材料等提供应用。