[發明專利]一種水溶性近紅外二區聚集誘導發光材料及其制備方法、應用

在審

• 申請號: 202211132907.4
• 申請日: 2022-09-16
• 公開（公告）號: CN115490846A
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 王東;燕鼎元;張瑞平;李婷婷;唐本忠
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: C08G65/337
• 分類號: C08G65/337;C08G65/334;C09K11/06;A61K41/00;A61K47/60;A61K49/00;A61P31/04
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 秦勝軍;李曉鳳

本發明公開了一種水溶性近紅外二區聚集誘導發光材料制備方法、應用，其化學結構式為：其中，A＝:單甲氧基聚乙二醇(mPEG)的分子量可以為550，1000，2000。其具有D?π?A?π?D結構，分子結構中的三苯胺作為電子給體和轉子結構基元保證其聚集誘導發光特性，強電子受體的選用可以降低分子的能隙，延長吸收/發射波長至近紅外二區。本發明開發的水溶性近紅外二區聚集誘導分子合成路線簡單，成本低，生物相容性好。其水溶性可通過改變單甲氧基聚乙二醇的分子量進行調控。所開發的材料具有不錯的熒光量子產率和良好的光動力/光熱效果。

技術領域

本發明涉及熒光分子探針技術領域，尤其涉及一種水溶性近紅外二區激發聚集誘導發光材料及其制備方法、應用。

背景技術

目前研究最廣泛的熒光材料發射波長大多在可見光區(400-700nm)和近紅外一區(700-900nm)。而此波段下光能量強度高、光散射程度高、對生物組織穿透深度淺，難以到達深層組織。相比之下，近紅外二區(NIR-II,1000-1700nm)發射光學診療材料的開發可以有效彌補以上不足，最大程度地展現出光學診療材料的優點。

與無機和聚合物材料相比，有機小分子材料因其易于修飾、結構/純度確切且生物相容性好而成為構建光診療材料的優良選擇。然而，在生理環境中，疏水性的稠芳環類化合物不可避免地會形成團簇，并伴隨著強烈的分子間π-π相互作用，促進聚集導致熒光淬滅(ACQ)現象的發生。幸運的是，唐本忠院士于2001年提出聚集誘導發光(AIE)概念，為解決ACQ提供了有效方法。與傳統的染料分子相比，具有螺旋槳狀構象的AIE分子在聚集狀態下由于分子內運動受限使得激發態能量主要通過輻射躍遷途徑耗散，從而發出明亮的熒光；與此同時，扭曲的AIE分子在聚集狀態下仍可以通過多轉子基元的局部運動使得激發態能量經由非輻射躍遷途徑消散，進而用于PAI、PTI和PTT。因此，通過合理的分子設計，可以實現NIR-II AIE分子激發態能量中輻射躍遷與非輻射躍遷之間的可控調節。

然而目前報道的NIR-II AIE絕大多數是疏水性的，不能直接進行生物學的應用，通常需要使用兩親性載體將材料包封成納米粒子以賦予其良好的水分散性。然而，這種納米制備方法程序繁瑣且重復性差。

因此，設計可直接溶解于水中進行使用的NIR-II AIE材料具備廣闊的應用前景。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有水溶性NIR-II AIE材料缺少通用的合成方法的問題，旨在開發水溶性NIR-II AIE材料制備新方法，擴展新應用。

本發明解決該技術問題所采用的技術方案是：通過調節單甲氧基聚乙二醇分子量的大小，構筑不同分子量的新型水溶性NIR-II AIE材料，所構筑的新型水溶性NIR-II AIE材料化學結構式為：

其中，A選自中的一種；mPEG為單甲氧基聚乙二醇；mPEG的分子量可以為550，1000，2000，5000等。

基于相同的發明構思，本發明還提供了水溶性NIR-II AIE材料的制備方法，所述方法包括如下步驟：

將化合物AIE-4COOH、mPEG-NH₂、縮合劑、有機堿依次加入超干溶劑中，在惰性氣體保護下進行室溫攪拌，得到反應溶液；將反應溶液加入到透析袋中，經過透析、凍干后得到產物；

可選地，所述的水溶性近紅外二區激發聚集誘導發光材料的制備方法，其中，所述化合物mPEG-NH₂與AIE-4COOH的物質的量比為6-10：1。

可選地，所述的水溶性近紅外二區激發聚集誘導發光材料的制備方法，其中，所述反應溶液中AIE-4COOH的物質的量濃度為1-2mol/L。