近二十年来,具有聚集诱导发光(Aggregation-induced emission,AIE)效应的小分子被广泛应用于细胞成像中。这类小分子解决了传统荧光团在聚集后会导致荧光猝灭的问题。然而,AIE小分子往往具有很长的共轭链,这导致了其水溶性较差,并且限制了其在成像方面的进一步应用。因此,一个能有效解决该问题的方法是将具有A1E效应的分子接枝到聚合物上,这种方法构建的聚合物不仅具有AIE效应,同时还能增强荧光发射。同时,在聚合物上共价接上具有水溶性和生物相容性的基团,能使得其具有很好的水溶性和生物相容性。这种策略得到的共聚物被称为两亲性荧光共聚物(amphiphilic fluorescent copolymers,AFP)。目前,对于AFP的合成,根据文献的报道,可以划分为两大类——直接聚合和后官能团化。直接聚合法是指将具有A1E效应的单体和具有亲水效应的单体直接聚合,获得共聚物;而后官能团化法是指先合成一段具有亲水效应的聚合物链,在通过高活性的反应将具有AIE效应的基团接到聚合物上,得到共聚物。然而,采用这两种方法都无法系统地控制聚合物中亲水基团和荧光基团的比例。这就限制了对AFP组装体尺寸和荧光性质之间关系的研究。而组装体的尺寸和荧光性质在细胞成像中起到了非常重要的作用,因为尺寸决定了细胞的吸收率,荧光性质决定了成像的分辨率。在我们课题组先前的研究当中、引入了聚合后修饰(post-polymerization modification,PPM)法来制备两亲性荧光共聚物,其结构中亲水单元与荧光单元之间的比例为4:1。在这种方法中,我们首先合成了具有高反应活性单元的聚丙烯酸五氟苯酚酯,然后利用带有氨基的亲水基团分子PEG-NH2和AIE效应的四苯基乙烯基(tetraphenylethylene,TPE)衍生物TPE-NH2来取代聚丙烯酸五氟苯酚酯上的五氟苯酚酯单元,从而得到两亲性荧光共聚物,并应用于标记HeLa细胞。作为上述研究的拓展性研究,我们通过调控小分子取代单体PEG-NH2和TPE-NH2的比例来合成一系列总聚合度相度相同而重复单元数比例不同的共聚物,并研究其荧光变化与组装体尺寸之间的关系。首先,我们先合成了总聚合度为50左右的聚丙烯酸五氟苯酚酯,接下来,改变PEG-NH2和TPE-NH2之间的投料比,合成了 PEG和TPE重复单元比例分别为45:5、43:7、42:8、38:12和34:14的五个共聚物。同时,采用自组装的方法将这五种共聚物制备成纳米粒子,发现其形成的纳米粒子具有很好的分散性,并由透射电子显微镜和动态光散射来测得其组装体的形貌和粒径大小。结果显示,共聚物中PEG重复单元比例的下降导致了组装体尺寸的下降。这说明了我们成功应用PPM法控制了组装体的粒径。我们还发现,当组装体粒径从305 nm下降到181nm的时候,其荧光量子产率也从1.2%上升到了 11.7%。造成这种现象的原因可能是组装体尺寸的减小,其成核部分的TPE重复单元收缩更紧密,减少了分子内的运动,从而减小了能量的消耗。另外,尺寸的变化对HeLa细胞活性的影响较小,并且都能为HeLa细胞提供对比度较高的成像图片。