[发明专利]一种水溶性镧系AIE荧光纳米粒子的制备及应用

说明书

本发明公开了一种水溶性镧系AIE荧光纳米粒子的制备方法，将AIE和稀土离子的优势有效结合，以含三联吡啶结构的TPE小分子衍生物TPE‑3N作为第一配体，11,10‑邻菲啰啉作为第二配体，第三配体PAA作为水溶性单元，与稀土离子Eu进行配位，得到镧系配合物TPNE，最后通过自组装得到水溶性镧系AIE荧光纳米粒子TPNE NPs。TPNE NPs的水溶液在435 nm和615 nm附近发射蓝/红双荧光，分别来源于AIE小分子TPE和Eu稀土配合物的荧光发射。同时，TPNE NPs具有温度响应性和低细胞毒性，TPNE NPs具有对MKN‑45癌细胞优异的膜靶向成像能力，并展现出可逆双色荧光成像效果。并且，TPNE NPs在活体生物斑马鱼中同样表现出优异的可逆双色荧光成像效果，可作为一种具有潜力的可逆双色生物荧光探针。

技术领域

本发明涉及一种水溶性镧系AIE荧光纳米粒子的制备方法，同时该涉及水溶性镧系AIE荧光纳米粒子作为双色荧光探针在荧光成像中的应用，属于纳米材料制备和生物成像技术领域。

背景技术

近年来，AIE已被大量报道。AIE效应产生于分子内运动的限制（RIM）和进入暗态的限制（RADS）。当发光体处于不良溶剂或粘性环境中时，RIM就会发生，因此，由于立体阻碍，分子内旋转受到限制，这就阻断了非辐射能量损失的弛豫通道，促进了辐射衰变的途径。经过多年的发展，AIE研究已经从传统的有机化合物扩展到金属配合物。具有AIE效应的金属配合物主要包括金，锌，和铱，但在镧系结构或含镧系金属配合物中却很少看到这种现象。实际上，到目前为止，对具有AIE特性的镧系材料的研究和开发是有限的。通常，AIE效应背后的机制与限制分子内运动（振动-RIV或旋转-RIR）有关，这使非辐射能量造成的损失最小化。具有结构自由运动（旋转或振动）的分子更容易受到非辐射能量的损失，如吡啶单元。发展同时拥有AIE特性的有机小分子和金属纳米粒子二者优点的稀土配合物生物荧光探针，将极大地丰富荧光探针的种类，推动生物荧光成像的快速发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种水溶性镧系AIE荧光纳米粒子的制备方法；

本发明的另一目的提供该水溶性镧系AIE荧光纳米粒子作为双色荧光探针在荧光成像中的应用。

一、水溶性镧系AIE荧光纳米粒子的制备

（1）4,4'-(2-(4-溴苯基)-2-苯基乙烯-1,1-二基)双(甲氧基苯)的合成

将4,4'-二甲氧基二苯甲酮、4-溴二苯甲酮和锌粉加入四氢呋喃（THF）中，在氮气气氛下，将混合物冷却至0 ℃，滴加四氯化钛（TiCl₄），然后将混合物在60~80℃加热回流并搅拌10~15小时；冷却至室温后，用碳酸钾溶液将反应淬灭，并用二氯甲烷将混合物萃取，合并有机相，用无水硫酸镁干燥，减压蒸发溶剂，用硅胶柱色谱法纯化残留物，得到4,4'-(2-(4-溴苯基)-2-苯基乙烯-1,1-二基)双(甲氧基苯)，标记为TPE-Br。其中，所述4,4'-二甲氧基二苯甲酮和4-溴二苯甲酮的摩尔比为1:1~1:2；4,4'-二甲氧基二苯甲酮和锌粉的摩尔比为1:3~1:5；4,4'-二甲氧基二苯甲酮和四氯化钛的摩尔比为1:3~1:4。

（2）2-(4-(2,2-双(4-甲氧基苯基)-1-苯基乙烯基)苯基)-4,4,5, 5-四甲基-1 ,3,2-二氧杂硼杂环戊烷的合成