[發明專利]具有聚集誘導發光特性的探針及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710741119.8
• 申請日: 2017-08-22
• 公開（公告）號: CN107793421B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 唐本忠;陳韻聰;張衛杰
• 申請（專利權）人: 香港科技大學
• 主分類號: C07D491/107
• 分類號: C07D491/107;C07D413/10;C09K11/06;G01N21/63;G01N21/64
• 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

本發明提出了一種具有聚集誘導發光特性的探針及其制備方法和應用，所述探針包括：其中，每個R獨立地從H、烷基、不飽和烷基、雜烷基、環烷基、雜環烷基、芳基和雜芳基中選取；X為與聚集誘導發射熒光團鍵合的發色團。本發明的探針靈敏度高，實用性強。

技術領域

本發明涉及檢測材料領域，尤其涉及一種具有聚集誘導發光特性的比例計量型探針及其制備方法和應用。

背景技術

由于具有高靈敏度、非侵入性和良好的時空分辨率，光致發光(PL)技術已經使科學家在諸如化學感應、環境科學、生物成像和醫學診斷等眾多領域中著迷了數十年。一些諸如BODIPY、熒光素和羅丹明等頻繁使用的放射性發光物展現了相對小的斯托克斯位移(一般小于30nm)，這可能導致一些實際問題，包括臭名昭著的內部濾波效應以及激發光和發射光之間的干擾。熒光共振能量轉移(FRET)一直是一種強大的工具，可以提供設計策略，其不僅用于研發具有大的偽斯托克斯位移的熒光染料，還可用于多色感測和成像。

FRET系統包含有通常通過柔性脂肪族間隔物連接的供體和受體。FRET的效率主要通過改變三個參數來調整：1)供體和受體的距離(rDA)；2)供體的發射光譜與受體的吸收光譜之間的重疊積分(J)；3)供體發射偶極矩和受體吸收偶極矩的相對取向。FRET已被廣泛應用于諸多應用，如人造光合作用和太陽能電池的光收集、化學感測、DNA或蛋白質構象變化監測和酶活性檢測。

然而，為了實現大的偽斯托克斯位移，供體發射和受體吸收之間的光譜重疊可能會減弱，這將導致FRET效率的降低和供體發射的泄漏。伯吉斯和同事已經開發了跨鍵能量轉移(TBET)機制，其可以作為解決這個悖論的有價值的方法。在TBET系統中，供體和受體通過剛性連接體而不是FRET系統中的柔性脂肪族連接體連接。應該注意的是，盡管供體和受體通常通過共軛基團(通常為苯環、雙鍵或三鍵)連接，但是供體和受體之間的扭曲角大，這阻礙它們成為熒光團。TBET系統中的能量轉移率可以比傳統FRET系統的能量轉移率高出2個數量級，從而使它更少依賴于光譜重疊。因此，即使光譜重疊較小，也可以通過TBET機制輕松實現高的能量轉移效率(ETE)，這對產生大的偽斯托克斯位移很有用。

最近，常和同事提出了一種稱為暗態共振能量轉移(DRET)的新型FRET系統，其包含具有低量子產率(1％)的暗態供體。DRET庫中的熒光染料顯示出引人注目的性質，例如單次激發和大的偽斯托克斯位移的可調發射。值得注意的是，由于供體的量子產量低，觀察不到背景影響，這使得DRET圖譜中的染料成為生物應用的理想候選物。然而，DRET染料的能量轉移效率仍然受到光譜重疊的強烈影響。因此，DRET系統中供體和受體的選擇可能受到限制。此外，當暗態供體的非輻射衰減速率足夠快到能與共振能量轉移速率相比時，能量轉移效率可能減少。在暗態能量轉移系統中引入TBET機制可以作為一種更有效的策略，因為TBET速率相對于非輻射衰減是快速的，并且能量轉移效率受光譜重疊的限制較小。此外，由于供體的量子產量低，可以通過DRET機制實現開啟型感測。由于熒光強度明顯受染料濃度、激發功率強度和其他環境因素的影響，開啟傳感器難以提供有關分析物的定量信息。在這方面，比例計量型探針將更有利于定量檢測，因為它們許用兩個波長的自校準以消除上述大部分干擾。

聚集誘導發光(AIE)染料在溶液中會顯示無或弱的PL信號，但在聚集狀態下表現出強烈的熒光發射，與通常顯示由不想要的聚集引起的淬滅(ACQ)效應的傳統染料相比，這是完全相反的現象。AIE的機理歸因于分子內運動(RIM)的限制，具有AIE性質的發光物質具有優異的特征，如固態高亮度和優異的光穩定性。因此，聚集誘導發光物是一種新型材料，在包括OLED、生物成像和色譜等領域具有實用性。因此，結合AIE和TBET機制可能是產生新材料的非常有希望的方向。在這些AIE芯中，四苯基乙烯(TPE)由于易于合成，固態發光，易于修飾，能實現可調發射以及其他功能等優點，得到了最廣泛使用。

發明內容