[发明专利]一种光激活I型光敏剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于生物成像治疗材料技术领域，公开了一种光激活I型光敏剂及其制备方法和应用。所述光激活I型光敏剂具有式I结构，其中，R₁为氢、羟基、胺基、烷基链或取代烷基链；R₂为烷基链或取代烷基链；所述取代烷基链的末端氢被羟基、胺基取代；X为阴离子。阴离子可以为BF₄^‑,PF₆^‑,I^‑,Br^‑,Cl^‑,HSO₃^‑。本发明的光激活I型光敏剂通过光化学反应实现光激活，材料同时具有AIE、光激活和I型活性氧产生能力的特性。本发明的光激活I型光敏剂可作为一种光驱动的细胞凋亡引发剂，在细胞凋亡监测和生物成像与治疗领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于生物成像治疗材料技术领域，具体涉及一种光激活I型光敏剂及其制备方法和应用。

背景技术

荧光成像介导的肿瘤光动力治疗(FPDT)具有药物实时示踪、时空分辨率高以及无创治疗等优势，使得其在癌症精准治疗中具有重要的地位。PDT中起主要作用的是光生活性氧物种(ROS)，其生成机制为光敏剂(PS)受光激发后形成激发单线态(¹PS*)，然后通过ISC路径形成激发三线态(³PS*)，³PS*以能量传递形式给单线态氧而形成了II型单线态氧(³O₂)，以电子转移方式形成了I型ROS(O₂^-·，HO·，H₂O₂等)。这两个过程是竞争关系且以能量传递方式占主导地位。然而，在实际的肿瘤治疗当中，由于肿瘤细胞的快速分化，导致肿瘤微环境中氧含量低(乏氧环境)，而II型¹O₂的形成需要不断的消耗氧气，此消彼长，导致了II型ROS在试剂的肿瘤治疗应用中受限。尽管有相继推出了一系列改性方案(肿瘤输送O₂，催化剂载体原位生成O₂等)，但这些外来手段难以控制氧含量导致了副作用(氧过高导致的癫痫、催化剂生物降解难、毒性大等)。相比较于³O₂，I型自由基ROS具有更高的光毒性和极低的氧依赖性，是一种PDT效率更高的材料。

然而，正如前面所说，由于两个过程的竞争关系，导致I型光敏剂难以设计、有机材料体系十分匮乏。大多数的I型光敏剂主要以无机材料为主(TiO₂和ZnO)，但存在激发光源为紫外光以及生物降解性等问题，在生物应用中具有局限性；目前报道的纯有机体系主要是卟啉和罗丹明等衍生物，但这两种材料都是典型的ACQ体系。AIE的发光机制是抑制非辐射跃迁通道以促进辐射跃迁和隙间窜越通道，从而可以同步提高荧光效率和激发三线态转化效率，非常有利于设计兼具聚集发光和ROS的材料体系。因此基于AIE思想去设计I型光敏剂是解决以上问题的关键所在。

四苯乙烯(TPE)除了具有典型的AIE特性外，还因其在溶液中光化学反应实现光激活而得到广泛研究，其中顺二苯乙烯可通过在空气中紫外线辐射下的光环化反应转变为二氢菲。此后，人们致力于提高TPE及其衍生物的光环化效率，例如引入树突支链，引入给电子醚基团，将阳离子引入芳族体系等。为开发更多功能性光活化材料提供了清晰的设计思路。此外，光化学反应中涉及的自由基过程的最新研究进展使我们对此光化学反应过程中电子流向有了更好的了解，极大的拓展了其应用范围。近年来，研究者提出了一种可行的分子工程方法，通过富电子阴离子-π⁺AIEgens强ICT实现激发态PSs的有效电子捕获，从而增加自由基ROS的转化，来设计I型光敏剂的产生。然而，Ⅰ型光敏剂的结构特征尚不明确，其结构-功能关系库亟待补充。

发明内容

基于以上现有技术的不足，本发明的首要目的在于提供一种光激活I型光敏剂。

本发明另一目的在于提供上述提供一种光激活I型光敏剂的制备方法。