论文部分内容阅读
聚集诱导发光（Aggregation-induced emission,AIE）分子在溶液中不发光,在聚集态或固态下发强荧光的特殊荧光性质,能有效的克服传统荧光分子因聚集导致荧光猝灭（Aggregation-caused quenching,ACQ）的影响,近年来备受关注。AIE类分子通常具有光稳定性好、发光强度高、斯托克斯位移大等优点,在生物化学荧光探针、生物成像和疾病诊断与治疗等方面都有广泛的应用。基于AIE分子的特殊发光性质,本论文设计合成了三种AIE功能分子,研究了它们在化学传感、生物荧光成像、光动力抗癌和抗菌、光热治疗等领域的潜在应用。主要研究结果总结如下:1)针对传统荧光探针在试纸条可视化检测时易受ACQ效应影响荧光大大降低的问题,我们设计合成了一种具有给受体（D-π-A）相互作用的AIE荧光探针TM,具有较大的斯托克斯位移（220 nm）,良好的生物相容性,能用于检测肼（N2H4）,具有良好的灵敏度和选择性,并成功用于检测MCF-7细胞内的肼。此外,由于探针TM的AIE性质,在固态也具有较强的发光,因此还可用于在试纸条上对N2H4溶液或者蒸汽进行可视化检测,解决了传统ACQ荧光探针在试纸条上荧光猝灭的问题。2)提出了一种氧化增强活性氧产生能力的新型AIE光敏剂构建策略,通过改变硫桥上的氧原子数,合成了三个AIE光敏剂,分别是SF-2TPA、SFO-2TPA、SF2O-2TPA。实验结果表明随着硫桥上氧原子数目的增加,SF-2TPA、SFO-2TPA、SF2O-2TPA的单重态氧量子产率逐渐增加,分别为0.029、0.099和0.52,增加了将近20倍。SF2O-2TPA单重态氧产率最高,与蛋白质的结合能力最强,使其成为最有潜力的光动力抗癌试剂。此外,抗菌实验结果表明,SF2O-2TPA能够在光照条件下有效杀灭金黄葡萄球菌,展现出良好的抗菌活性。我们用DSPE-PEG2000包裹SF2O-2TPA将其制备成AIE纳米颗粒,提高其水溶性和细胞兼容性。实验结果表明,SF2O-2TPA NPs可以成功进入细胞,并且在细胞内产生ROS,具有一定的光毒性,有望用于光动力抗癌治疗。3)通过简单的一步反应在传统的ACQ类荧光分子苝二酰亚胺（PDI）,萘二酰亚胺（NDI）中引入三苯胺结构,成功将PDI和NDI转换成AIE分子PDI-2TPA、NDI-2TPA。PDI-2TPA和NDI-2TPA是具有D-A-D结构的分子,具有近红外发射及良好的光热转换能力。我们用DSPE-PEG2000包裹PDI-2TPA和NDI-2TPA分别制备了AIE纳米颗粒PDI-2TPA NPs和NDI-2TPA NPs。实验结果表明获得的两种纳米颗粒仍具有很强的近红外荧光发射和较高的光热转换效率,其中PDI-2TPA NPs可以透过细胞膜对癌细胞进行近红外荧光成像,其光照后产生的光热效应可用于杀伤癌细胞。该项工作为近红外荧光引导的光热抗癌提供了一种简便有效的设计策略。