[发明专利]具有近红外发射、高单线态氧产率的聚集诱导发光型光敏剂及其制备方法、应用

说明书

本发明涉及一种具有近红外发射、高单线态氧产率的聚集诱导发光型光敏剂及其制备方法和在光动力学治疗方面的应用。该光敏剂分子是以三苯胺衍生物为给体、二苯甲基丙二腈为受体、萘环为共轭桥构筑的给体‑π‑受体型化合物，其在分散状态下分子的激发态能量以非辐射跃迁的形式耗散，而在聚集态下荧光会显著增强，表现出聚集诱导发光的性质。该光敏剂不仅单线态氧产率高，而且本身光稳定性好、暗毒性小，在光动力学治疗方面具有无限价值和潜力。

技术领域

本发明涉及有机合成及生物医药技术领域，具体涉及一种具有高单线态氧产率的近红外光敏剂及其制备方法、应用。

背景技术

光动力学治疗是20世纪70年代兴起的一种用于治疗各种恶性肿瘤和浅表或腔内良性病变的有效方法，因其时空选择性高、微创性好和治疗部位精准可控等优势引起了研究者的广泛关注，被认为是继手术、放疗、化疗三大疗法之后的第四种疗法。光动力治疗的三要素为光、光敏剂以及组织内氧分子。光敏剂用于在光照射下将氧分子转化为活性氧，其中以单线态氧居多，它能杀死癌细胞且具有细胞毒性，从而达到治疗效果。因此光敏剂的性能在很大程度上决定了光动力学治疗的效果，开发具有高单线态氧产率的光敏剂意义重大。

传统光敏剂包括以四吡咯、花菁和BODIPY等为骨架的衍生物，其中一些已被批准在临床上应用。然而这些化合物都有一个共同的特点，即都具有刚性平面结构，由于分子本身的疏水性以及分子间强的π-π相互作用，在水环境中会引起聚集荧光猝灭效应，导致单线态氧量子产率降低。因此在应用时只能限制光敏剂的浓度，这样又势必增加光漂白作用，并影响治疗效果。

2001年唐本忠院士及其合作者提出了聚集诱导发光(Aggregation-InducedEmission，AIE)的概念。与传统的荧光分子相反，具有AIE特性的荧光分子在分散状态下荧光很弱，但在聚集态下荧光显著增强。这为传统有机光敏剂应用时由于聚集导致性能下降问题提供了新的解决思路。在AIE分子中引入合适的给体和受体基团，由于分子内扭转的电荷转移作用，很容易使发射波长位于近红外窗口(650-1000nm)，而且AIE分子扭转的结构有利于分子的HOMO和LUMO分离，从而得到高效率的单线态氧，以实现荧光成像引导的光动力学治疗。近红外光的组织穿透深、背景干扰小，在成像方面有明显优势；而AIE分子光稳定性好、单线态氧产率高，在治疗中潜力巨大。因此开发一种具有近红外发射、高单线态氧产率的聚集诱导发光型光敏剂对于提高光动力学治疗的效果意义重大。

发明内容

为解决现有光敏剂材料存在的上述不足，本发明合成了一种结构全新、单线态氧产率高、发射近红外光且具有聚集诱导发光特性的光敏剂，并将其用于疾病的光动力学治疗。该光敏剂在模拟细胞环境中发射波长可以延伸至800nm，将其用两亲性聚合物包裹制成纳米颗粒后，单线态氧产率可达玫瑰红B(一种常见的测定单线态氧产率的参比化合物)的3倍以上。此外该光敏剂的合成方法相对简单，用于成像引导的光动力学治疗时，近红外荧光信号穿透深、干扰小，材料本身光稳定性好，暗毒性小，光照下单线态氧产率高，细胞毒性强，在光动力学治疗领域表现出了很大的潜力。

本发明的目的之一在于提供一种具有高单线态氧产率的聚集诱导发光型光敏剂，该光敏剂为给体-π-受体型化合物，其中三苯胺衍生物为给体，二苯甲基丙二腈为受体，萘环为共轭桥。该光敏剂的分子结构式具体如下：

其中R选自-H、-OCH₃中的任意一种。

进一步的，所述光敏剂的发射波长达到近红外区域，具体为650-800nm。

进一步的，所述光敏剂表面还包裹有两亲性聚合物，由此得到复合纳米颗粒。所述两亲性聚合物为脂质分子，选自DSPE-PEG2000(二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000)、DSPE-PEG3000(二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇3000)、DSPE-PEG-Mal(二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二-马来酰亚胺)中的任意一种。