[发明专利]一种荧光开启型二芳基乙烯荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种荧光开启型二芳基乙烯荧光探针及其制备方法和应用，所述荧光开启型二芳基乙烯荧光探针具有如式Ⅰ所示的结构，该探针由二芳基乙烯和紫杉醇两部分组成，其合成路线具有成本低廉、易于衍生等优点。该二芳基乙烯探针的闭环异构体具有很高的荧光量子产率，在紫外光和可见光的交替照射下具有光致变色和光致荧光变色行为，经过多次光开关循环后，二芳基乙烯荧光探针仍具有良好的光开关能力，表现出优异的耐疲劳性，在生物传感，细胞成像及超分辨成像等领域具有极大的应用潜力。

技术领域

本发明属于发光材料领域，本发明提供了一种荧光开启型二芳基乙烯荧光探针及其制备方法和应用。

背景技术

二芳基乙烯化合物是一种经典的光致变色化合物，由于具有热稳定性高、耐疲劳性强和响应速度快等特征，因此被广泛应用于传感、防伪及成像等相关领域(Irie M,Fukaminato T,Matsuda K,et al.Photochromism of Diarylethene Molecules andCrystals:Memories,Switches,and Actuators.Chem.Rev.,2014,114,12174-12277)。传统的二芳基乙烯不具备荧光发射的性质，通过一定的化学修饰可以赋予二芳基乙烯荧光性质，如将荧光团与二芳基乙烯共价连接，通过分子内相互作用可以可逆地调节荧光，在紫外光照射下，荧光态二芳基乙烯可以转变为非荧光态，这类化合物非常适用于信息存储，但很难适用于超分辨成像领域，尤其是单分子定位超分辨成像技术(Xu K,Babcock H P,ZhuangX.Dual-objective STORM reveals three-dimensional filament organization in theactin cytoskeleton.Nat.Methods,2012,9,185-188)，因为该技术需要初始的黑色背景。近年来，一类荧光开启型二芳基乙烯化合物被报道出来，通过将二芳基乙烯噻吩环上的硫原子氧化成砜得到(Roubinet B,Weber M,Shojaei H,et al.FluorescentPhotoswitchable Diarylethenes for Biolabeling and Single-MoleculeLocalization Microscopies with Optical Superresolution.J.Am.Chem.Soc.,2017,139,6611-6620)，该类化合物荧光量子产率高、耐疲劳性好，非常适用于生命科学领域的应用。

紫杉醇是生命科学中用于治疗卵巢癌，乳腺癌和肺癌的最成功的抗癌药物之一，它可以直接作用于细胞分裂过程之中组成纺锤体的微管蛋白，与癌细胞微蛋白的特定部位结合，可以起到防止其聚集的作用，从而阻止了癌细胞的有丝分裂。目前已报道的微管蛋白荧光探针大多数是将紫杉醇类化合物与二氟化硼二吡咯和罗丹明等荧光团结合(Wijesooriya C S,Peterson J A,Shrestha P,et al.A Photoactivatable BODIPYProbe for Localization-Based Super-Resolution CellularImaging.Angew.Chem.Int.Ed.,2018,57,12685-12689)，尚未有研究将二芳基乙烯与紫杉醇化合物结合来构建荧光探针。因此，开发一类荧光开启型二芳基乙烯荧光探针，研究其光物理性质和相关应用，具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种荧光开启型二芳基乙烯荧光探针及其制备方法和应用。该探针由二芳基乙烯和紫杉醇两部分组成，其中二芳基乙烯具有光开关功能，紫杉醇则可以特异性结合细胞中的微管蛋白。研究发现该类荧光探针具有量子产率高，耐疲劳性强和光稳定性好等特点，在生物传感、细胞成像和超分辨成像等领域具有潜在的应用价值。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种荧光开启型二芳基乙烯荧光探针，所述荧光开启型二芳基乙烯荧光探针具有如式Ⅰ所示的结构：