[发明专利]一种兼具双氧水检测和光动力杀伤癌细胞活性的荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种兼具双氧水检测和光动力杀伤癌细胞活性的荧光探针及其制备方法和应用，属于生化材料技术领域。本发明提供的兼具双氧水检测和光动力杀伤癌细胞活性的荧光探针具有聚集诱导发光特性，与双氧水可特异性响应，产生荧光更强的物质，可应用于检测细胞内双氧水，且能够选择性定位细胞中的亚细胞器脂滴；该荧光探针与双氧水作用的产物具有较大的斯托克斯位移，可避免自吸收，降低背景干扰；该荧光探针及其与双氧水作用的产物均具有强的光稳定性和抗光漂白能力，适用于活细胞或活体中双氧水的长时示踪；同时，该荧光探针与双氧水作用的产物还具有活性氧产生能力，可用于光动力杀伤癌细胞，构建兼具诊断与治疗功能于一身的诊疗试剂。

技术领域

本发明涉及生化材料技术领域，尤其涉及一种兼具双氧水检测和光动力杀伤癌细胞活性的荧光探针及其制备方法和应用。

背景技术

双氧水(H₂O₂)是活性氧物种家族(Reactive Oxygen Species，ROS)的重要成员之一，在生命体的生理、病理及细胞信号传导过程中起着关键性作用。越来越多的文献报道证实：体内双氧水含量异常与多种疾病密切相关，如中风、糖尿病、关节炎、心血管疾病及肿瘤等。特别的，肿瘤乏氧将诱导肿瘤细胞产生更多的双氧水和脂滴，因此，开发能够快速、灵敏、实时在线对细胞内脂滴中内源性双氧水进行检测的方法对相关疾病特别是癌症的早期诊断具有十分重要的科学意义及应用价值。

荧光探针及荧光成像技术由于具有操作简单、灵敏度高、检测限低、可用于细胞内或活体成像等优点受到了科学家们的广泛关注。目前文献报道的检测双氧水的荧光探针虽然有很多，但是大多数探针所采用的荧光分子在高浓度或进入细胞内极易发生荧光猝灭，即聚集导致荧光猝灭(aggregation caused quenching，ACQ)现象。这种现象迫使研究人员在检测过程中只能使用稀溶液，导致检测信噪比低，光稳定性差，不利于细胞内或活体中长时跟踪检测。

2001年，唐本忠等人(Chem.Commun.2001,1740-1741)发现了一种特殊荧光分子：1-甲基-1，2，3，4，5-五苯基噻咯(1-methyl-1,2,3,4,5-pentaphenylsilole)，该分子在溶液状态下呈现无荧光或弱荧光，但是在聚集态呈现强荧光，并将这种特殊的发光现象称为聚集诱导荧光(aggregation-induced emission,AIE)效应。具有AIE效应的荧光分子由于具有高荧光量子产率、强抗漂白性、无需低浓度下检测等优点，为Turn-on型的荧光探针分子的设计提出了新的思路。

目前文献报道了少数用于检测双氧水的AIE分子，但是能够在脂滴中实时检测双氧水的AIE分子少之又少，且现有的检测双氧水的AIE分子不具有光动力杀伤癌细胞活性，应用范围受限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种兼具双氧水检测和光动力杀伤癌细胞活性的荧光探针及其制备方法和应用，本发明提供的荧光探针能够应用于检测细胞内脂滴中双氧水；与双氧水作用产生的产物具有较大的斯托克斯位移，能够有效避免自吸收，降低背景干扰，且具有强的光稳定性和抗光漂白能力，可长时示踪；同时，本发明提供的双氧水荧光探针还具有活性氧产生能力，能够在光激发下产生单重态氧，具有光动力杀伤癌细胞活性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种兼具双氧水检测和光动力杀伤癌细胞活性的荧光探针，具有式Ⅰ所示结构：

其中，R为氢、烷基、烷氧基、N,N-二甲基、N,N-二乙基或N,N-二苯基。

优选的，所述烷基和烷氧基中碳原子个数独立地为1～6中的任一正整数。

优选的，所述荧光探针为式Ⅰ-1～Ⅰ-4中的任意一个化合物：

本发明还提供了上述技术方案所述荧光探针的制备方法，包括以下步骤：