[发明专利]一种新型具有聚集诱导发光现象的荧光染料合成方法

说明书

一种新型具有聚集诱导发光现象的荧光染料合成方法，涉及材料科学领域，所得荧光染料结构通式为以下中的一种：相较于传统的荧光染料，本发明中的新型染料，不仅可以解决高浓度下聚集诱导淬灭的问题，通过荧光分子的重新生成，对NO等连接到染料上的功能基团释放过程进行示踪监测，同时可依靠荧光分子在病灶部位产生的ROS，对癌症部位进行治疗，实现染料多功能化的目的。

技术领域

本发明涉及材料科学领域，特别是一种含四苯乙烯结构、用于合成具有聚集诱导发光现象的高性能功能化化合物(尤其是具有单线态氧产生能力的化合物)及其制备方法。

背景技术

恶性肿瘤严重危害我国人民的生命与健康。2017年中国癌症数据统计报告指出，目前我国癌症发病率和死亡率持续上升，已经成为最主要的疾病死亡原因；中国新发癌症病例占全世界的四分之一。因此，提高癌症的早期诊断与精准诊疗水平符合当今我国的重大战略需求。分子影像学是传统的医学影像技术与现代分子生物学相结合产生的一门新兴学科。近年来，由于重大疾病精准诊疗的迫切需求使得分子影像技术及其相关材料领域快速发展，单光子发射计算机断层成像(SPECT)，正电子发射计算机断层成像(PET-CT)、核磁共振成像(MRI)以及光学成像等分子影像技术已经被广泛地应用于癌症的临床诊断、治疗评估以及癌症发生发展机制的研究中。

肿瘤的早期诊断和精准分期、图像引导下的手术精准切除等是目前临床上提高患者治疗疗效及生存周期的挑战性难题。目前传统成像技术灵敏度和特异性、空间分辨率较低，同时存在电离辐射危害等瓶颈问题。而相比于其他分子影像技术，光学成像特别是荧光成像技术具有高灵敏度、高瞬时分辨率、价格低廉、高效低毒以及设备简便移动灵活等特点和优势。迄今为止，荧光材料包括传统有机小分子荧光染料(通常具有平面的分子结构)、荧光蛋白、无机半导体量子点、半导体共轭高分子以及“聚集诱导发光”(Aggregation-Induced Emission；简称AIE)材料等被大量应用于癌症诊疗的研究中。其中，每种荧光材料各具特色和优缺点。具有平面分子结构的有机小分子荧光染料通常在高浓度和聚集状态下发生荧光淬灭，即“聚集导致荧光淬灭(Aggregation-Caused Quenching；简称ACQ)”效应。这是因为在聚集状态下，分子之间的相互作用(例如π-π堆积)导致了非辐射能量转换，从而淬灭了荧光发射。毫无疑问，ACQ效应不利于荧光传感与成像，它迫使研究者在生物传感与成像方面的研究只能够使用比较稀的探针溶液，这样就导致了探针灵敏度的降低并且提高了对生物分子的追踪分析的难度。为了解决ACQ效应，AIE荧光材料应运而生，它们展现出了与ACQ材料截然相反的现象。AIE荧光分子(例如四苯基乙烯)通常具有分子内的可旋转单元(通常为苯环)。当其在溶液中以单分子状态存在时，AIE分子内的苯环就能够自由旋转，导致激发态能量大多以非辐射方式衰减，因而分子几乎不产生荧光发射。然而，在聚集状态下，AIE分子之间的空间位阻使得AIE分子内的苯环旋转受阻，非辐射衰减受到抑制，激发态能量以辐射方式产生强荧光。近年来，AIE领域特别是AIE分子在荧光检测与成像方面的相关研究取得了快速的发展，因为相比于传统的荧光材料，AIE荧光材料同时具备聚集态下荧光亮度高、抵制光漂白能力强、细胞/体内毒性低、便于实现荧光开启式检测等诸多优势。尽管目前还不够深入，AIE荧光材料在癌症诊疗领域的研究中也进行了许多尝试，并且取得了一系列重要的进展。其中非常重要的一点是，由于纳米材料的EPR效应(EnhancedPermeability and Retention Effect)是其应用于癌症诊疗的重要基础，因此，越聚越亮的AIE荧光材料特别适用于构建具有高荧光量子产率的荧光纳米材料/探针，有助于实现癌症的高灵敏检测。

发明内容

本发明的目的是发挥聚集诱导发光(AIE)现象优势，提供了一种含有四苯乙烯结构的新型功能化荧光染料。

本发明的另外一个目的在于提供上述新型荧光染料的制备方法。

本发明还有一个目的是在于提供上述一些新型荧光染料应用于制备功能化小分子荧光探针的制备方法。