[發明專利]用于細菌成像、殺滅、光動力療法和抗生素篩選的AIE發光團及其生產方法

有效

• 申請號: 201580062869.1
• 申請日: 2015-11-19
• 公開（公告）號: CN107001927B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 唐本忠;趙恩貴
• 申請（專利權）人: 香港科技大學
• 主分類號: C07C43/215
• 分類號: C07C43/215;C09K11/06;C07C217/64;C07C211/27;C07F7/10;C12Q1/00;G01N21/64;A61K31/00;A61P35/00
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 郭偉剛

本申請涉及具有聚集誘導發光(AIE)特性的熒光分子的合成，以及其作為細胞成像、殺滅和抗生素篩選的熒光探針的應用，其中細胞為細菌或哺乳動物細胞。熒光分子在光照下產生活性氧(ROS)。本申請還涉及包含顯示AIE現象的熒光分子的探針可用于細菌和生物學研究。本申請進一步涉及成像和定量細菌的方法、殺滅細胞的方法、高通量抗生素篩選和測定細菌耐藥性的方法、光動力療法以及確定臨界膠束濃度的方法。

相關申請

本申請要求2014年11月21日遞交的，申請號為62/123,596的美國臨時專利申請的優先權，該美國臨時專利申請的申請人為本專利申請的發明人，并且在此整個結合引用，以作參考。

技術領域

本申請涉及具有聚集誘導發光(aggregation-induced emission，AIE)特性的發光團的研發，以及這些材料在細菌，哺乳動物細胞和相關生物學研究中的應用。特別地，本申請涉及用作細菌定量、成像、殺滅、抗生素篩選和光動力療法(photodynamic therapy,PDT)的熒光探針的AIE發光團和磁體(magnetite)的制備。

背景技術

隨著人類生活水平的提高，與人類健康密切相關的衛生和食品安全問題得到了科學家和公眾的廣泛關注。因為其抑制細菌生長的高效性和對哺乳動物細胞的低干擾性，抗生素成為病原體治療中最廣泛使用的材料。然而，抗生素耐藥性的迅速出現，促使科學家開發新的抗生素，這通常是一個耗時耗錢的過程。新的滅菌方法(其中，細菌難以發展出對這些方法的抗性)和新的抗生素篩選方法的研究都已經成為解決抗生素抗藥性問題的替代途徑。

因此提出并應用PDT，其利用光敏劑產生用于局部病原體消除、腫瘤消除的有毒活性氧(reactive oxygen species,ROS)。目前，廣泛使用的PDT材料是卟啉和吩噻嗪。作為新的光敏劑，共軛聚合物正在引發關注。然而，由于大多數材料本質上是共面或極疏水的，因此可能發生強烈的π-π或疏水相互作用，這將導致發色團聚集，細菌殺滅效率降低和熒光猝滅效應。

發明內容

本申請涉及一種螺旋槳狀分子的物質(species)，其在聚集時表現出增加的發光，該現象被稱為AIE。系統研究表明，分子內運動的限制是AIE效應的主要原因。AIE現象具有科學價值和實際應用。由于生物相容性，光穩定性和選擇性，AIE材料已被應用于細胞和細菌成像，細胞凋亡檢測，化療和藥物遞送。一些AIE發色團(chromophores)能夠產生光誘導的ROS生成，并且可以應用于哺乳動物細胞、細菌成像和殺滅研究以及高通量抗生素篩選。

在本申請中，設計并合成具有AIE特性的熒光分子。四苯乙烯(Tetraphenylethene,TPE)和噻咯(silole)通過不同的連接(linkage)，例如醚、酯、烷基鏈、酰胺或其任何組合，與三甲胺和三乙胺進行官能化，以產生具有AIE性質的熒光分子。然后將AIE活性分子應用于哺乳動物細胞和細菌成像，PDT和高通量篩選。

由于TPE-Bac的水溶性和TPE-Bac的典型的AIE特性，可以簡化細菌的成像過程。例如，可以免除洗滌過程，這使TPE-Bac可用于抗生素篩選研究。除開發新的殺菌方法外，AIE材料可用于高通量抗生素篩選。當結合到標靶時，利用低背景光和高發光效率，可以以簡單，快速的方式進行抗生素的篩選。

在一個實施例中，本申請涉及包括熒光分子的AIE發光團，所述熒光分子包括如下的主鏈結構：

其中R，R′，R″，R″′，R″″和R″″′中的至少一個獨立地選自

構成的組；