新型AIE分子及其合成步骤、制备产生活性氧的pH响应AIE纳米颗粒方法与流程

本发明涉及聚集诱导发光效应和纳米材料领域，具体为一种新型aie分子及其合成步骤、采用该aie分子制备产生活性氧的ph响应aie纳米颗粒方法。

背景技术：

光动力疗法适用于肿瘤尤其是早期肿瘤的治疗,一些无法进行肿瘤切除手术患者的生命因此得到延长,其生活质量也得到显著提高。近年来,随着科学技术的进步,光动力疗法有望成为治疗肿瘤的主流手段。目前临床上应用的光敏剂(如卟啉类)存在选择性差和聚集诱导猝灭(acq)等问题,在很大程度上限制了其临床应用。值得重视的是，聚集诱导发光光敏剂(aiegenpss)现象的发现完美的解决了这问题。

肿瘤组织的ph为6.5-6.7，低于正常组织的ph7.4。利用这一特点，ph响应性纳米颗粒应运而生。ph响应纳米颗粒在正常组织保持电负性，减少体内免疫清除，而到达肿瘤部位后，纳米颗粒表面电荷转变为正电荷，增加肿瘤细胞的吞噬。ph响应性纳米颗粒通过表面电荷的转变，减少对正常组织的毒副作用，增加对肿瘤的被动选择性。若能设计仅由aiegenpss组装的ph响应的纳米颗粒，则可实现材料的单一性、功能的多样性，在肿瘤的光动力治疗中，有望大大提高肿瘤的治疗效果。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：仅由一个aie分子可通过特定的组装条件得到可产生活性氧的ph响应aie纳米颗粒目前尚未见报道，本发明通过简单几步化学合成得到两亲性aie分子apnaa，并可自组装成成可产生活性氧的ph响应的aie纳米颗粒。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种新型aie分子，(简称apnaa)，结构式如下：

新型aie分子的合成路线如下：

本发明的第二个技术方案是一种新型aie分子，其合成步骤如下：

1)化合物4-溴三苯基胺和5-醛基2-噻吩硼酸溶于四氢呋喃溶剂中，加入碳酸钾，在双三苯基膦二氯化钯或醋酸钯催化下，70℃反应12h，后处理得到化合物a；

2)化合物a和对乙酸吡啶盐酸盐溶于氯仿中，加入哌啶或四氢吡咯为催化剂，70℃反应12h，后处理得到化合物b；

3)化合物b溶于氯仿中，加入2-溴乙醇，70℃反应12h，后处理得到aie分子apnaa。

本发明的第三个技术方案是采用上述的新型aie分子制备产生活性氧的ph响应aie纳米颗粒方法：

1)10mgapnaa溶于1-10ml二甲基亚砜中；

2)磁力搅拌下，用注射器缓慢滴加入10ml去离子水，室温搅拌1h；

3)用去离子水透析24h，每两小时换一次水，得到纳米颗粒。

综上所述，本发明在aie分子中引入季铵盐和羧基，通过特定的组装条件得到纳米颗粒。由于羧基在ph7.4的环境中以带负电的羧酸盐的形式存在，而在ph6.5左右发生质子化，以电中性的羧酸形式存在，与aie分子中带正电的季铵盐保持电荷平衡。从而aie纳米颗粒在ph7.4时保持电负性，而在ph6.5时变为正电性。并且具有良好的生物相容性、可生物降解性、光稳定性等优良性能。可作为载体在药物递送、基因递送、光动力治疗等领域具有很大的应用前景。

有益效果

1.使用聚集诱导发光探针分子apnaa本身可发射荧光，避免常见荧光分子聚集导致荧光淬灭现象的发生，可增强肿瘤荧光效果；

2.组装纳米粒径均一，并且平均粒径在200纳米左右，静脉注射后，可通过实体肿瘤的epr效应，到达被动靶向肿瘤组织，减少对正常组织的毒副作用；

3.由于纳米颗粒本身具有ph响应性，在肿瘤组织的酸性环境下，表面电荷由负转正，利于肿瘤细胞的内吞。

4.聚集诱导发光探针分子apnaa可在白光照射下产生活性氧，当apnaa纳米颗粒到达肿瘤后，在光照下产生活性氧，杀死肿瘤细胞，用于肿瘤的光动力治疗

附图说明

图1为aie分子apnaa的紫外-可见光吸收和荧光发射谱图。

图2为apno在不同体积甲苯/dmso(ft)中的荧光发射谱图。

图3为实施例1的动态光散射图。

图4为实施例1的透射电镜图。

图5为实施例水溶性单线态氧指示剂9,10-蒽基-双(亚甲基)二丙二酸(abda)的降解曲线。

图6为不同ph条件下纳米颗粒表面电位。

具体实施方式

以下结合附图和实施例来对本发明做进一步的说明。应当理解的是，这里所讨论的实施例只是为了说明，对本领域技术人员来说，可以加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

实施例1

60mlthf中加入4-溴三苯基胺(2g，6.17mmol)、5-甲酰-2-噻吩硼酸(1.92g，12.34mmol)、pd(pph3cl)2(0.4g，0.617mmol)、碳酸钾(4.26g，30.85mmol)，氩气保护，70℃反应12h，减压除溶剂，加入100ml乙酸乙酯，分别用100ml蒸馏水萃取三次和100ml饱和食盐水萃取一次有机相，有机相无水硫酸镁干燥，过滤，硅胶柱纯化，洗脱剂为乙酸乙酯：石油醚＝1:10，得到产物a，重量1.67g，产率为76.3％。¹hnmr(400mhz，cdcl3)δ9.84(s,1h),7.70(d,j＝4hz,1h),7.51(d,j＝8hz,2h),7.31-7.26(m,5h),7.15-7.11(m,4h),7.10-7.03(m,4h)。

反应瓶中依次加入a(1.67g，4.70mmol)，对乙酸吡啶盐酸盐(1.63g，9.40mmol)，哌啶2ml和40ml氯仿，70℃反应12h，调ph至6.0分别用40ml水和40ml饱和食盐水萃取有机相，无水硫酸钠干燥，硅胶柱纯化，洗脱剂为二氯甲烷：甲醇＝4:1,，得到产物b，重量1.03g，产率49.8％。¹hnmr(400mhz，cdcl3)δ8.52(d,j＝8hz,2h),7.70(d,j＝4hz,1h),7.51(d,j＝8hz,2h),7.47(d,j＝8hz,2h),7.31-7.26(m,5h),7.16-7.11(m,4h),7.11-7.04(m,4h)。

反应瓶中依次加入化合物b(0.5g，1.05mmol)，2-溴乙醇(0.26g，2.10mmol)和10ml氯仿，70℃反应12h，减压除溶剂，制备硅胶层析柱纯化，展开剂为二氯甲烷：甲醇＝8:1，得到产物apnaa0.52g，产率为83％。¹hnmr(400mhz，d6-dmso)δ8.81(d,j＝8hz,2h),7.96(d,j＝8hz,2h),7.72(d,j＝4hz,1h),7.53(d,j＝8hz,2h),7.46(d,j＝8hz,2h),7.32-7.26(m,5h),7.16-7.10(m,4h),7.09-7.02(m,4h)。

10mgaie分子apno溶于1ml二甲基亚砜中；磁力搅拌下，用注射器缓慢滴加10ml去离子水，室温搅拌1h；得到的溶液转移至透析袋(截留分子量8000-14000)中，用去离子水透析24h，每两小时换一次水，得到纳米颗粒。动态光散射仪测试得平均粒径为105nm，pdi为0.13，并测其在ph7.4，6.5，6.0pbs中的zeta电位分别为-6.7，10.5和22.3m。

水溶性单线态氧指示剂9,10-蒽基-双(亚甲基)二丙二酸(abda)可被活性氧氧化，紫外吸收降低，可作为单线态氧指示剂检测ros的产生。取apnaa(5μm)纳米颗粒水溶液3ml，加入abda(5mm)的二甲基亚砜溶液30μl，在100mw白光照射下检测其不同时间下的紫外吸收。

实施例2

thf中加入4-溴三苯基胺、5-甲酰-2-噻吩硼酸、醋酸钯(0.14g，0.617mmol)、碳酸钾，氩气保护，70℃反应12h，减压除溶剂，加入乙酸乙酯，分别用蒸馏水萃取三次和饱和食盐水萃取一次有机相，有机相无水硫酸镁干燥，过滤，硅胶柱纯化，洗脱剂为乙酸乙酯：石油醚＝1:10，得到产物a。

其他操作同实施例1。

实施例3

化合物a合成同实施例1；

反应瓶中依次加入a，对乙酸吡啶盐酸盐，四氢吡咯和氯仿，70℃反应12h，调ph至6.0分别用水和饱和食盐水萃取有机相，无水硫酸钠干燥，硅胶柱纯化，洗脱剂为二氯甲烷：甲醇＝4:1,，得到产物b。

其他操作同实施例1。

实施例4

化合物a、b和apnaa的合成同实施例2；

10mgaie分子apno溶于5ml二甲基亚砜中；磁力搅拌下，用注射器缓慢滴加10ml去离子水，室温搅拌1h；得到的溶液转移至透析袋(截留分子量8000-14000)中，用去离子水透析24h，每两小时换一次水，得到纳米颗粒。

实施例5

化合物a、b和apnaa的合成同实施例3；

10mgaie分子apno溶于10ml二甲基亚砜中；磁力搅拌下，用注射器缓慢滴加10ml去离子水，室温搅拌1h；得到的溶液转移至透析袋(截留分子量8000-14000)中，用去离子水透析24h，每两小时换一次水，得到纳米颗粒。

图1为化合物apnaa的紫外-可见光吸收谱和荧光发射谱(最大紫外吸收为480nm，最大荧光发射峰为653nm)；

图2为不同体积甲苯/四氢呋喃(ft)下化合物apnaa的荧光强度曲线；

图3为化合物apnaa纳米颗粒的动态光散射图(平均粒径为106nm)；

图4为化合物apnaa纳米颗粒的透射电子显微镜图；

图5为化合物abda在不同光照时间下降解曲线(apnaa浓度为5μm,anda浓度为50μm)，在led白光照射下，化合物abda的紫外吸收明显降低，说明在led白光照射下apnaa纳米颗粒可以产生活性氧；

图6为不同ph条件下纳米颗粒表面电荷(x坐标代表不同循环次数)，在ph7.4缓冲溶液中表面电荷约为-5ev，而把缓冲液ph调整到6.5和6.0时，表面电荷分别转换为-10ev和-20ev，说明纳米颗粒具有很好的ph响应性。

尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。