Ⅰ型聚集诱导发光光敏剂的设计、合成及其在光动力治疗中的应用

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chinadyh
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
光动力治疗(Photodynamic therapy,PDT),作为一种非侵入性的治疗方式,广泛应用到肿瘤、细菌感染及其他疾病的诊疗中。光敏剂作为直接决定PDT疗效的关键因素受到了广泛关注。近年来,大量具有聚集诱导发光(Aggregation-induced emission,AIE)特性的光敏剂蓬勃发展,它们克服了传统光敏剂聚集猝灭效应(Aggregation-caused quenching,ACQ)造成的不良影响,使光敏剂进入了一个新的发展阶段。最近,具有自由基型活性氧(Reactive oxygen species,ROS)产生能力的Ⅰ型AIE光敏剂,在乏氧PDT中展示出显著的优势,成为克服肿瘤、细菌感染部位固有缺氧特性的强有力的候选。因此,开发具有AIE性质的Ⅰ型光敏剂是迫切需要的。但由于缺乏理论指导,Ⅰ型AIE光敏剂的发展相对缓慢。本论文试图从分子设计角度出发,探究给体及受体分子工程调控对AIE光敏剂ROS类型及产生效率的影响,为Ⅰ型AIE光敏剂的设计提供策略和方法。从给体调控角度出发,我们设计并合成了四种给体给电子能力逐渐增强的AIE光敏剂TBZSF、CTBZSF、TCTBASF和COTBZSF,并对其光物理性质及ROS类型进行了全面的探究,最终通过引入强电子给体(甲氧基)实现了Ⅱ型光敏剂TBZSF到Ⅰ型光敏剂COTBZSF的完全转化。体外成像及PDT结果也充分展示出COTBZSF作为纯Ⅰ型AIE光敏剂在PDT杀伤癌细胞上的潜力。为了提高Ⅰ型光敏剂的光敏效率并解决光敏剂靶向性差的问题,我们进一步从受体的角度出发,设计并合成了AIE光敏剂TBZPy、CTBZPy及其阳离子化产物TBZPyⅠ和CTBZPyⅠ。AIE光敏剂的阳离子化实际上是引入了具有更强电子接受能力的新受体(甲基吡啶鎓基团)。实验和理论模拟结果均表明,阳离子化可以显著提高AIE光敏剂的ROS产生效率,尤其是羟基自由基的生成。另外,阳离子化赋予了光敏剂广谱的细菌结合能力,CTBZPyⅠ可以与多种病原体结合,实现广谱的靶向和成像。其卓越的抗菌性能也在体外实验及抗甲氧西林金黄色葡萄糖球菌(Methicillin-resistant staphylococcus aureus,MRSA)感染伤口的体内PDT中得到了充分地证实。阳离子化分子工程策略有望成为设计高效的Ⅰ型光敏剂,尤其是用于抗菌治疗的Ⅰ型光敏剂的通用策略。
其他文献
战争、意外事故以及外科手术可导致软组织创伤和大出血,严重危害人体生命健康。使用止血剂、伤口敷料等可以实现伤口止血并促进伤口修复。发展具有稳定组织粘附性、本征凝血性能及促组织再生等多功能的新型敷料应用于伤口愈合具有重要意义。本论文通过功能单体的自由基共聚合制备超分子支化聚合物,基于该聚合物构建超分子水凝胶粘合剂,并进一步通过水包空气乳液模板法发展纳米复合超分子多孔海绵,研究超分子支化聚合物的结构、水
学位
人体创伤的产生往往伴随着体液渗出和出血,因此伤口往往处于湿润状态。针对人体湿润伤口的闭合,目前临床上大多仍采用传统的缝合线或吻合器,而这些方式在伤口闭合上具有操作费时,造成二次创伤,不适用于肝脏、脾脏等特殊软组织伤口等缺点。虽然医用粘合剂相对于缝合线和吻合器不会造成二次创伤,操作也更加简便省时,但是目前的医用粘合剂对于湿润的、持续出血的伤口创面,具有湿粘附力不足、模量不匹配等缺点。针对现有的缝合线
学位
角膜盲是仅次于白内障的第二大致盲眼病,到目前为止致盲性角膜病的治疗主要还是依靠角膜移植。但是受传统伦理观念等影响,我国角膜供体非常匮乏。目前,可以通过开发组织工程材料填补供体的缺口,其中最为关键的是生物材料的选择和通过交联改性进行适当的组装以适配临床的需要。胶原膜因其优异的生物相容性有望用于角膜修复的临床治疗,它可以通过自组装形成具有独特结构的纤维,并且在成膜后依旧保持网状纤维结构。但是未经进一步
学位
自消光涂层因其独特的光泽特性和使用耐久性而获得人们青睐,但其粗糙的表面结构极易产生微生物黏附,造成微生物污染。抗菌涂层是抵抗微生物污染和保护人类健康的有效武器。传统共混型抗菌涂层存在抗菌剂分散不均、迁移析出等问题,已不能满足消费者的需求。另外,涂料溶剂无害化也是摆在人们面前的一项重要课题。因此,制备一种本体抗菌的自消光水性涂层具有重要意义。本文在保证水性聚氨酯(WPU)涂层自消光性能的前提下,通过
学位
α-(Al,Cr)2O3是密排六方堆垛的刚玉结构薄膜,晶格能很高,其性能与α-Al2O3相近,具有高温硬度高、化学稳定性好、电绝缘性能优越、防氚渗透性优良等一系列优异性能,具有广阔的应用前景。本文在传统的反应磁控溅射系统中自制深紫外辅助沉积装置来制备Al-Cr-O薄膜,用深紫外光照射基体生长面来促进α-Al2O3相的形核及生长,以求在低温下制备出富Al含量的刚玉结构α-(Al,Cr)2O3薄膜。得
学位
化石燃料是不可再生能源,且燃烧时会产生有害气体,释放大量的二氧化碳,加剧地球的温室效应。为解决能源危机并实现可持续发展,需要在开发清洁能源方面作出巨大努力。有机太阳能电池具有质量轻、柔韧性好、可大规模加工等特点,引起各国研究人员的广泛关注。迄今为止,使用的有机太阳能电池的结构多为体异质结型,所报道的高效器件结构亦是体异质结型。有机太阳能电池自出现之后,能量转换效率(PCEs)逐渐提高,鉴于有机太阳
学位
细菌感染会诱导局部皮肤感染、脓毒症等疾病,已经成为人类健康的主要威胁之一。而长期过度使用抗生素导致耐药菌不断增加,“超级细菌”的产生使得细菌感染类疾病的治疗形势更加严峻。为了应对这一项棘手的健康挑战,科学家们致力于研究更加安全、高效的新型抗菌剂。纳米材料由于具有超高的比表面积、可控的形貌和易于表面功能化等优点成为生物医学领域的后起之秀,尤其是在抗菌抗感染领域。其中无机纳米材料具有更好的稳定性,并且
学位
有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)作为新一代显示器件,因其独特的优点被广泛应用于消费电子产品。掺杂体系OLED由于能够实现兼具高激子利用率和高发光效率的特点,一直被人们视作优异器件的典型代表而被受人们关注。目前,基于传统荧光材料掺杂器件在效率方面已经有着较大的突破,但就其能量传递过程和发光机制的研究还相对浅显。基于此,本论文主要就荧光掺杂体系OLE
学位
遥爪型缔合聚合物(TAPs)作为一种典型的”疏水-亲水-疏水”的三嵌段疏水缔合缔合物,在合成与制备、增稠机理及模型建立、影响因素及表征手段等方面已被广泛的研究。然而,从新的视角去分析TAPs的聚集流变行为是需要不断探索的;另一方面,新型反应性TAPs的结构与特性是值得不断深入研究的。因此,本工作设计并合成了具有功能性的疏水末端结构,通过点击化学反应引入亲水主链两端,得到了功能化的TAPs。通过分析
学位
传统给体-受体(D-A)型热活化延迟荧光(TADF)材料分子构型弛豫大,发光光谱宽,难以在有机发光二极管(OLED)中获得高色纯度。多重共振TADF(MR-TADF)材料分子刚性强,基态与激发态构型弛豫小,发光光谱窄,可获得超高色纯度,是实现高分辨显示的理想材料。但MR-TADF材料较低的反向系间窜越速率(kRISC)使其在OLED器件遭受严重的效率滚降问题,严重阻碍其实际应用发展。本论文采用激基
学位