CN110997635B - 用于癌细胞和革兰氏阳性菌的鉴别和杀伤的aie探针 - Google Patents

用于癌细胞和革兰氏阳性菌的鉴别和杀伤的aie探针 Download PDF

Info

Publication number
CN110997635B
CN110997635B CN201880033098.7A CN201880033098A CN110997635B CN 110997635 B CN110997635 B CN 110997635B CN 201880033098 A CN201880033098 A CN 201880033098A CN 110997635 B CN110997635 B CN 110997635B
Authority
CN
China
Prior art keywords
tppcn
cells
gram
tpe
alkyl
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201880033098.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110997635A (zh
Inventor
唐本忠
康苗苗
顾星桂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hong Kong University of Science and Technology
Original Assignee
Hong Kong University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hong Kong University of Science and Technology filed Critical Hong Kong University of Science and Technology
Publication of CN110997635A publication Critical patent/CN110997635A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110997635B publication Critical patent/CN110997635B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/33—Heterocyclic compounds
    • A61K31/395—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins
    • A61K31/435—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having six-membered rings with one nitrogen as the only ring hetero atom
    • A61K31/44—Non condensed pyridines; Hydrogenated derivatives thereof
    • A61K31/4425—Pyridinium derivatives, e.g. pralidoxime, pyridostigmine
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/04—Antibacterial agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00—Antineoplastic agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D213/00—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D213/90—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having more than three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D215/00—Heterocyclic compounds containing quinoline or hydrogenated quinoline ring systems
    • C07D215/02—Heterocyclic compounds containing quinoline or hydrogenated quinoline ring systems having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen atoms or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
    • C07D215/12—Heterocyclic compounds containing quinoline or hydrogenated quinoline ring systems having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen atoms or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom with substituted hydrocarbon radicals attached to ring carbon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent
    • C09K11/06—Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing organic luminescent materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/58—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving labelled substances
    • G01N33/582—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving labelled substances with fluorescent label
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Communicable Diseases (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

作为诊疗一体化试剂的AIE分子可用于癌细胞和革兰氏阳性菌的检测及光动力杀伤。该诊疗一体化试剂是一种具有聚集诱导发光性质的有机小分子化合物，在白光照射条件下，能够产生活性氧。该诊疗一体化试剂可用于在外科手术过程中原位靶向可视化和/或阻止或抑制癌细胞或革兰氏阳性细菌的生长。

Description

用于癌细胞和革兰氏阳性菌的鉴别和杀伤的AIE探针
交叉申请
本申请要求临时由发明人于2017年5月19日提交的美国专利申请62/603，131的优先权，并通过引用将其全部并入本申请。
技术领域
本申请大体上涉及一系列具有聚集诱导发光性质的化合物的合成以及其作为荧光探针在癌细胞和革兰氏阳性菌选择性成像和杀伤中的作用。
背景技术
近年来，诊疗一体化试剂的出现为癌症研究打开了一扇新的大门。诊疗一体化试剂可以实现实时诊断和原位治疗功能的整合。大多数癌症，其早期肿瘤的尺寸较小，因此癌症的早期诊断是比较困难的。因此，高选择性和高灵敏度的诊断方法对于癌症的早期诊断和癌症转移的研究具有十分重要的意义。
细菌与人类生活的各个方面息息相关。大多数细菌是与人类共生，对人体有益的。然而，少数种类的细菌会引起感染性疾病，甚至危及生命。例如，大肠杆菌(一种革兰氏阴性菌)在人体大肠部位能够产生维生素B和维生素K，因此，肠道内适量的大肠杆菌对于维持人体正常的生理功能具有积极作用。金黄色葡萄球菌(一种革兰氏阳性菌) 则是一种致病细菌，会产生内毒素，导致急性肠胃炎。因此，在细菌相关疾病中，开发简单快速的方法来区分有益菌和致病菌并选择性杀死致病菌具有重要意义。
生命体是一个综合系统，细胞和细菌始终并存其中。例如，在去除肿瘤的常用方法的外科手术过程中，通常会发生感染，并将其定义为手术部位感染(SSI)。SSI已经引起了公众和研究者的兴趣。目前用于癌症诊断的方法包括超声、X射线、光声、计算机断层扫描、正电子发射断层扫描和磁共振成像。另一方面，直接涂片法或分离培养鉴定后的革兰氏染色技术已经发展并广泛应用于细菌检测。与传统的成像技术相比，荧光成像具有灵敏度高、可接近性好、成本低、安全可靠等优点。此外，有相当数量的荧光成像剂适合于光致发光应用，因为它们可以在光照下进行光物理和光化学反应，产生原位的毒性活性氧(ROS)，广泛用于肿瘤的光动力疗法(PDT)。然而，最广泛应用于PDT的材料，如卟啉和吩噻嗪，由于其具有聚集猝灭(ACQ) 效应，导致其抗光漂白能力低，活性氧产生有限。这导致治疗效率低下，严重阻碍了这些材料作为治疗药物的实际应用。近来开发的聚集诱导发光(AIE)化合物已表现出与ACQ效应相反的现象。具有AIE 特性的发光剂(AIEgens)溶解在溶液中时发光微弱，但在聚集状态下表现出荧光增强现象。此特性使得AIEgens可以在高浓度或聚集状态下稳定工作，并具有高荧光特性和高光漂白阈值。此外，一些基于AIE特性的探针在聚集状态下也显示出高效的ROS生成能力。
因此，需要一种AIE诊疗一体化探针，用于癌细胞和革兰氏阳性菌的鉴别和杀伤。
发明内容
本发明涉及用于诊疗一体化的AIE探针。该诊疗一体化试剂可用于选择性成像和杀死有害细胞。有害细胞可能包括癌细胞和革兰氏阳性细菌。为了选择性地识别和/或杀死有害细胞，治疗患者可以减少治疗试剂。该诊疗一体化试剂可以在外科手术现场原位给药。该诊疗一体化试剂可以通过AIE介导的荧光使癌细胞和/或革兰氏阳性细菌选择性成像。该诊疗一体化试剂可用于光动力疗法，以通过使该诊疗一体化试剂暴露于白光来杀死或损害有害细胞的生长。就这一点而言，可以使用荧光成像将该诊疗一体化试剂施用于患者以定位患者中有害细胞的部位。一旦确定了有害细胞的部位，就可以用白光照射该部位，在白光的照射下，本发明中的化合物可以通过释放ROS杀死有害细胞或抑制有害细胞的生长。
在一个实施方案中，AIE探针是小分子有机化合物，其具有选自下组的骨架结构式：
Figure GDA0002380878140000041
Figure GDA0002380878140000051
其中R’，R”和R”’各自独立地选自由以下基团组成的组中：H，烷基，不饱和烷基，杂烷基，环烷基，杂环烷基，芳香基，杂芳基，烷基-NCS，烷基-N3，烷基-NH2；
X-独立地选自I-、PF6 -、BF4 -、SbF6 -、SbF5 -、CH3COO-、CF3COO-、 CO3 2-、SO4 2-、SO3 2-、CF3SO2 -、TsO-、ClO4 -、F-、Cl-、Br-、(F3CSO2)N-、 PO4 3-中的一种。
在进一步实施方案中，该化合物具有选自下组的骨架结构式：
Figure GDA0002380878140000052
其中R’，R”和R”’各自独立地选自由以下基团组成的组中：H，烷基，不饱和烷基，杂烷基，环烷基，杂环烷基，芳香基，杂芳基，烷基-NCS，烷基-N3，烷基-NH2；
X-独立地选自I-、PF6 -、BF4 -、SbF6 -中的一种。
在一个实施方案中，该化合物如下结构式中的一种：
Figure GDA0002380878140000061
X-独立地选自I-、PF6 -中的一种。
附图说明
现在将用参考附图详细描述各种实施方案。
图1为TPPCN在DCM(二氯甲烷)溶液中的紫外吸收光谱。
图2A为TPPCN在具有不同正己烷含量(fHexane，vol％)的二氯甲烷/正己烷(v/v)混合溶剂中的荧光发射谱图。
图2B为TPPCN在二氯甲烷/正己烷(v/v)混合溶剂中的相对荧光强度(I/I0)；插入图：为在365nm激发的手持紫外灯照射下，TPPCN 在聚集前(0％正己烷)和聚集后(99％正己烷)的荧光照片。浓度： 10μM；激发波长：440nm。
图3为HeLa细胞与不同浓度的TPPCN孵育后的细胞存活率。
图4A为TPPCN(5μM)和商品化的线粒体红色荧光探针(MTR, 100nM)共染HeLa细胞10分钟后的荧光照片(激发TPPCN的波长为400-440nm)。
图4B为TPPCN(5μM)和和商品化的线粒体红色荧光探针 (MTR,100nM)共染HeLa细胞10min后的荧光照片(激发MTR 的波长为510-550nm)。
图4C为图4A和图4B的叠加照片，皮尔森相关系数Rr为0.983，比例尺为20μm。
图4D为HeLa细胞的明场照片。
图5A为TPPCN和MTR共染后的HeLa细胞在多次激光扫描后的荧光强度减弱图。
图5B为TPPCN(上列)和MTR(下列)分别染色后的HeLa 细胞在激光共聚焦下扫描50次(13min)前后的照片。TPPCN和MTR 的染色浓度分别为10μM和100nM；激发TPPCN和MTR的波长分别为405nm和560nm；激发TPPCN和MTR的激光强度分别为6μW 和2.16μW；比例尺是20μm。
图6为H2DCF-DA监测的ROS释放：随着白光照射时间延长， TPPCN、H2DCF-DA和他们的混合液在PBS中测定的525nm处的荧光强度变化。TPPCN，四环素和H2DCF-DA的浓度分别为10μM， 10μM和5μM。
图7A和7B分别为TPPCN(10μM，染色10min)和H2DCF-DA (10μM，染色60min)共染后的HeLa细胞在405nm激光下照射10s 前后的明场和ROS指示剂H2DCF-DA荧光场的叠加图片；激发波长为488nm，比例尺是20μm。
图7C和7D分别为H2DCF-DA(10μM)染色60min后的HeLa 细胞在405nm激光下照射10s前后的明场和ROS指示剂H2DCF-DA 荧光场的叠加图片；激发波长为488nm，比例尺是20μm。
图8A和8B为光照10s前后的线粒体形态学改变图片；激发波长为400-440nm，比例尺是15μm。
图8C和8D为TPPCN(10μM)染色10min后，在光照前和光照 10s后的线粒体形态学改变图片；激发波长为400-440nm，比例尺是 15μm。
图9A为混养的HeLa细胞和MDCK-II细胞经TPPCN(10μM) 染色后的共聚焦图片。
图9B为在用激光照射(405nm)10s前混养的HeLa细胞和 MDCK-II细胞经TPPCN(10μM)和H2DCF-DA(10μM)共染后的共聚焦图片。激发TPPCN和H2DCF-DA的波长分别为405nm和488nm，比例尺是20μm。
图9C为经TPPCN(10μM)和H2DCF-DA(10μM)共染的混养的 HeLa细胞和MDCK-II细胞在405nm激光照射10s后的共聚焦图片。激发TPPCN和H2DCF-DA的波长分别为405nm和488nm，比例尺是20μm。
图10A为混养的HeLa细胞和MDCK-II细胞经H2DCF-DA(10 μM)染色60min后的明场和荧光场叠加图片。激发波长为488nm，比例尺是20μm。
图10B为混养的HeLa细胞和MDCK-II细胞经H2DCF-DA(10 μM)染色60min后，在405nm激发照射10s后的明场和荧光场叠加图片。激发波长为488nm，比例尺是20μm。
图11A为不同浓度TPPCN孵育的HeLa细胞在有无白光照射下 (功率36mW)的细胞存活率图片。
图11B为不同浓度TPPCN孵育的MDCK-II细胞在有无白光照射下(功率36mW)的细胞存活率图片。
图12A为混养的HeLa细胞和MDCK-II细胞经TPPCN(10μM) 染色40min，在36mW功率的白光灯下照射30min，避光孵育24h 后经碘化丙啶(1.5μM)染色15min后的荧光照片。激发TPPCN的波长400-440nm，比例尺是15μm。
图12B为混养的HeLa细胞和MDCK-II细胞经TPPCN(10μM) 染色40min，在36mW功率的白光灯下照射30min，避光孵育24h 后经碘化丙啶(1.5μM)染色15min后的荧光照片。激发PI的波长 510-540nm，比例尺是15μm。
图12C为图12A和12B的荧光叠加图片。
图12D为图12A和12C的混养的HeLa细胞和MDCK-II细胞明场照片。
图12E为混养的HeLa细胞和MDCK-II细胞在36mW功率的白光灯下照射30min，避光孵育24h后经碘化丙啶(1.5μM)染色15min 后的荧光照片。激发TPPCN的波长400-440nm，比例尺是15μm。
图12F为混养的HeLa细胞和MDCK-II细胞在36mW功率的白光灯下照射30min，避光孵育24h后经碘化丙啶(1.5μM)染色15min 后的荧光照片。激发PI的波长510-540nm，比例尺是15μm。
图12G为图12E和12F的荧光叠加图片。
图12H为图12E和12G的混养的HeLa细胞和MDCK-II细胞明场照片。
图13A为TPPCN(5μM)和MTR(100nM)共染U87细胞10min 后的共聚焦图片。激发TPPCN的波长为405nm。
图13B为TPPCN(5μM)和MTR(100nM)共染U87细胞10min 后的共聚焦图片。激发MTR的波长为561nm。
图13C为图13A和13B的叠加的共聚焦照片。皮尔森相关系数 Rr为0.773，比例尺为20μm。
图13D为不同浓度TPPCN孵育的U87细胞在有无白光照射下 (功率36mW)的细胞存活率图片。
图14A为TPPCN(20μM,染色10min)和H2DCF-DA(10M, 染色60min)染色U87细胞后的明场和荧光场的叠加图片。激发波长 488nm，比例尺为20μm。
图14B为TPPCN(20μM,染色10min)和H2DCF-DA(10μM,染色60min)染色的U87细胞，在405nm激光照射10s后的明场和荧光场的叠加图片；激发波长488nm，比例尺为20μm。
图14C为H2DCF-DA(10μM)染色U87细胞60min后的明场和荧光场的叠加图片；激发波长488nm，比例尺为20μm。
图14D为H2DCF-DA(10μM)染色60min后U87细胞，在405nm 激光照射10s后的明场和荧光场的叠加图片；激发波长488nm，比例尺为20μm。
图15A为经TPPCN(10μM)孵育10min后的表皮葡萄球菌(革兰氏阳性菌)的共聚焦荧光图片；激发波长405nm，比例尺为10μm。
图15B为经TPPCN(10μM)孵育10min后的表皮葡萄球菌的共聚焦明场图片；激发波长405nm，比例尺为10μm。
图15C为经TPPCN(10μM)孵育10min后的大肠杆菌(革兰氏阴性菌)的共聚焦荧光图片；激发波长405nm，比例尺为10μm。
图15D为经TPPCN(10μM)孵育10min后的大肠杆菌(革兰氏阴性菌)的共聚焦明场图片；激发波长405nm，比例尺为10μm。
图15E为经TPPCN(10μM)孵育10min后的混养的表皮葡萄球菌和大肠杆菌的共聚焦荧光图片；激发波长405nm，比例尺为10μm。
图15F为经TPPCN(10μM)孵育10min后的混养的表皮葡萄球菌和大肠杆菌的共聚焦明场图片；激发波长405nm，比例尺为10μm。
图16A为未经TPPCN(10μM)孵育10min，在白光灯下照射20 min，经PI(1.5μM)染色15min后的表皮葡萄球菌的明场照片；激发波长510-550nm，比例尺为15μm。
图16B为未经TPPCN(10μM)孵育10min，在白光灯下照射20 min，经PI(1.5μM)染色15min后的表皮葡萄球菌的荧光场照片；激发波长510-550nm，比例尺为15μm。
图16C为未经TPPCN(10μM)孵育10min，暴露在自然光下1h 后的表皮葡萄球菌的SEM图片；比例尺为500nm。
图16D为经TPPCN(10μM)孵育10min后的表皮葡萄球菌，在白光灯下照射20min，经PI(1.5μM)染色15min后的明场照片；激发波长510-550nm，比例尺为15μm。
图16E为经TPPCN(10μM)孵育10min后的表皮葡萄球菌，在白光灯下照射20min，经PI(1.5μM)染色15min后的荧光照片；激发波长510-550nm，比例尺为15μm。
图16F为经TPPCN(10μM)孵育10min后的表皮葡萄球菌，暴露在自然光下1h后的SEM图片；比例尺为500nm。
图17A未经TPPCN(10μM)孵育10min后，为在白光灯下照射 20min，经PI(1.5μM)染色15min后的大肠杆菌的明场照片；激发波长510-550nm，比例尺为15μm。
图17B未经TPPCN(10μM)孵育10min后，为在白光灯下照射 20min，经PI(1.5μM)染色15min后的大肠杆菌的荧光场照片；激发波长510-550nm，比例尺为15μm。
图17C为经TPPCN(10μM)孵育10min后的大肠杆菌，在白光灯下照射20min，经PI(1.5μM)染色15min后的明场照片；激发波长510-550nm，比例尺为15μm。
图17D为经TPPCN(10μM)孵育10min后的大肠杆菌，在白光灯下照射20min，经PI(1.5μM)染色15min后的荧光照片；激发波长510-550nm，比例尺为15μm。
图18A为未经TPPCN(10μM)孵育10min后，在白光灯下照射20min，经PI(1.5μM)染色15min后的混养的表皮葡萄球菌和大肠杆菌的明场照片；激发波长510-550nm，比例尺为30μm。
图18B为未经TPPCN(10μM)孵育10min后，在白光灯下照射 20min，经PI(1.5μM)染色15min后的混养的表皮葡萄球菌和大肠杆菌的荧光场照片；激发波长510-550nm，比例尺为30μm。
图18C为经TPPCN(10μM)孵育10min后的混养的表皮葡萄球菌和大肠杆菌，在白光灯下照射20min，经PI(1.5μM)染色15min 后的明场照片；激发波长510-550nm，例尺为30μm。
图18D为经TPPCN(10μM)孵育10min后的混养的表皮葡萄球菌和大肠杆菌，在白光灯下照射20min，经PI(1.5μM)染色15min 后的荧光场照片；激发波长510-550nm，比例尺为30μm。
图19A和19B分别为表皮葡萄球菌经1‰DMSO和10μM TPPCN孵育不同时间后的光密度变化图片。
图20A和20B为表皮葡萄球菌经TPPCN孵育不同时间后的光密度变化图片。
图20C和20D分别为溶解在1‰DMSO中的不同浓度的TPPCN 与表皮葡萄球菌孵育4h后的杀伤效果图片。
图21A为未经TPPCN孵育的表皮葡萄球菌在没有36mW功率白光灯照射0.5h后的板子的照片。
图21B为未经TPPCN孵育的表皮葡萄球菌在36mW功率白光灯照射0.5h后的板子的照片。
图21C为经TPPCN(10μM)孵育10min后的表皮葡萄球菌，在36mW功率白光灯下照射0.5h后的板子的照片。
图21D为未经TPPCN孵育的大肠杆菌在没有36mW功率白光灯照射0.5h后的板子的照片。
图21E为未经TPPCN孵育的大肠杆菌在36mW功率白光灯照射0.5h后的板子的照片。
图21F为经TPPCN(10μM)孵育10min后的大肠杆菌，在36mW 功率白光灯下照射0.5h后的板子的照片。
图22A为未经TPPCN孵育的表皮葡萄球菌，在没有36mW功率白光灯下照射0.5h后板子的照片。
图22B为经TPPCN(10μM)孵育30min后的表皮葡萄球菌，在没有36mW功率白光灯下照射0.5h后板子的照片。
图22C为经TPPCN(10μM)孵育30min后的表皮葡萄球菌，在 36mW功率白光灯下照射0.5h后的板子的照片。
图22D为未经TPPCN孵育的大肠杆菌，在没有36mW功率白光灯下照射0.5h后板子的照片。
图22E为经TPPCN(10μM)孵育30min后的大肠杆菌板子，在没有36mW功率白光灯下照射0.5h后的照片。
图22F为经TPPCN(10μM)孵育30min后的大肠杆菌，在36mW 功率白光灯下照射0.5h后的板子的照片。
图23A为混养的表皮葡萄球菌，Hela细胞和MDCK-II细胞经 TPPCN(10μM)孵育10min后的共聚焦荧光图片；激发波长为405nm，比例尺为15μm。
图23B为混养的表皮葡萄球菌，Hela细胞和MDCK-II细胞经 TPPCN(10μM)孵育10min后的共聚焦明场图片；激发波长为405nm，比例尺为15μm。
图23C为混养的表皮葡萄球菌，Hela细胞和MDCK-II细胞经 TPPCN(10μM)孵育10min后的共聚焦荧光场和明场叠加图片；激发波长为405nm，比例尺为15μm。
图24A为混养的表皮葡萄球菌和Hela细胞经TPPCN(10μM)孵育10min后，在白光下照射60min，经PI(1.5μM)染色15min后的共聚焦荧光图片；激发TPPCN的波长为400-440nm，比例尺为15μm。
图24B为混养的表皮葡萄球菌和Hela细胞经TPPCN(10μM)孵育10min后，在白光下照射60min，经PI(1.5μM)染色15min后的共聚焦荧光图片；激发PI的波长为510-540nm，比例尺为15μm。
图24C为混养的表皮葡萄球菌和Hela细胞经TPPCN(10μM)孵育10min后，在白光下照射60min，经PI(1.5μM)染色15min后的共聚焦明场图片；激发PI的波长为510-540nm，比例尺为15μm。
图25为TPE-CP在二氯甲烷中的紫外吸收光谱。
图26ATPE-CP在具有不不同正己烷含量(fHexane，vol％)的二氯甲烷/正己烷(v/v)混合溶剂中的荧光发射谱图；TPE-CP浓度10μM，激发波长475nm。
图26BTPE-CP在二氯甲烷/正己烷(v/v)混合溶剂中的相对荧光强度(I/I0)；TPE-CP浓度10μM，激发波长475nm。
图27为HeLa细胞与不同浓度的TPE-CP孵育后的细胞存活率。
图28A为TPE-CP(10μM，染色30min)和BODIPY 493/503(1 μg/ml，染色15min)共染的HeLa细胞的共聚焦图片(激发TPE-CP 的波长为488nm)。
图28B为TPE-CP(10μM，染色30min)和BODIPY 493/503(1 μg/ml，染色15min)共染的HeLa细胞的共聚焦图片(激发BODIPY 493/503的波长为488nm)。
图28C为图28A和图28B的叠加照片，皮尔森相关系数Rr为 0.94，比例尺为20μm。
图29A为TPE-CP和BODIPY 493/503共染后的HeLa细胞在多次激光扫描后的荧光强度减弱图。
图29B为经TPE-CP(上列)和BODIPY 493/503(下列)分别染色后的HeLa细胞在激光共聚焦下扫描50次(约13min)前(左列)后(右列)的照片；TPE-CP和BODIPY 493/503的染色浓度分别为20μM和1μg/mL；激发波长为488nm；激光强度分别为0.55μW；比例尺是20μm。
图30A为随着白光照射时间延长，TPE-CP、四环素、ROS指示剂H2DCF-DA、TPE-CP与H2DCF-DA混合液、四环素与H2DCF-DA 混合液在PBS中测定的525nm处的荧光强度变化；TPE-CP，四环素和H2DCF-DA的浓度分别为10μM，10μM和5μM。
图30B为经TPE-CP(10μM，染色30min)和H2DCF-DA(10μM，染色60min)染色后的HeLa细胞的明场和荧光场的叠加图片；激发波长为488nm，比例尺是20μm。
图30C为经TPE-CP(10μM，染色30min)和H2DCF-DA(10μM，染色60min)染色后的HeLa细胞，在405nm激光下照射30s后的明场和ROS指示剂H2DCF-DA荧光场的叠加图片；激发波长为488nm，比例尺是20μm。
图30D为经H2DCF-DA(10μM)染色60min后的HeLa细胞的明场和荧光场的叠加图片；激发波长为488nm，比例尺是20μm。
图30E为经H2DCF-DA(10μM)染色60min后的HeLa细胞，在 405nm激光照射30s后的明场和荧光场的叠加图片；激发波长为488 nm，比例尺是20μm。
图31A为大肠杆菌经TPE-CP(10μM)孵育30min后的共聚焦明场图片；激发波长为400-440nm，比例尺为15μm。
图31B为大肠杆菌经TPE-CP(10μM)孵育30min后的共聚焦荧光图片；激发波长为400-440nm，比例尺为15μm。
图31C为表皮葡萄球菌经TPE-CP(10μM)孵育30min后的共聚焦明场图片；激发波长为400-440nm，比例尺为15μm。
图31D为表皮葡萄球菌经TPE-CP(10μM)孵育30min后的共聚焦荧光图片；激发波长为400-440nm，比例尺为15μm。
图32A和32B分别为表皮葡萄球菌经1‰DMSO和10μM TPE-CP孵育不同时间后的光密度变化图片。
图33A为不同浓度的TPE-CP与表皮葡萄球菌孵育不同时间后的光密度变化图片。
图33B为不同浓度的TPE-CP与表皮葡萄球菌孵育不同时间后的光密度变化图片。
图33C为溶解在1‰DMSO中的不同浓度的TPE-CP与表皮葡萄球菌孵育4h后的杀伤效果图片。
图33D为溶解在1‰DMSO中的不同浓度的TPE-CP与表皮葡萄球菌孵育4h后的杀伤效果图片。
图34A为未经TPE-CP孵育的表皮葡萄球菌，在没有在36mW 功率白光灯照射0.5h后的板子的照片。
图34B为未经TPE-CP孵育的表皮葡萄球菌在36mW功率白光灯照射0.5h后的板子的照片。
图34C为经TPE-CP(10μM)孵育30min后的表皮葡萄球菌的在没有白光照射的板子的照片。
图34D为经TPE-CP(10μM)孵育30min后的表皮葡萄球菌，在 36mW功率白光灯下照射0.5h后的板子的照片。
图34E为未经TPE-CP孵育的大肠杆菌，在没有在36mW功率白光灯照射0.5h后的板子的照片。
图34F为未经TPE-CP孵育的大肠杆菌在36mW功率白光灯下照射0.5h后的板子的照片。
图34G为大肠杆菌经TPE-CP(10μM)孵育30min后的在没有白光照射的板子的照片。
图34H为经TPE-CP(10μM)孵育30min后的大肠杆菌，在36mW 功率白光灯下照射0.5h后的板子的照片。
图35A为未经TPE-CP(10μM)孵育10min后的表皮葡萄球菌，暴露在自然光下1h后的SEM图片。
图35B为经TPE-CP(10μM)孵育10min后的表皮葡萄球菌，暴露在自然光下1h后的SEM图片。
具体实施方式
提供以下定义旨在理解本申请并且构建所附专利权利要求。
定义
应该理解，上面或下面描述的附图仅用于说明目的。附图不一定按比例绘制，重点通常在于说明本发明中所设计技术的原理。附图不旨在以任何方式限制本发明的范围。
在整个申请中，其中组合物被描述为“具有”，“包括”或“包含”特定组分，或者其中所述方法被描述为“具有”，“包括”或“包含”特定的方法步骤。预期本教导的组合物也可以基本上由，或者由所述组件组成，并且本教导的过程也可以基本上由所述过程步骤组成，或由所述过程步骤组成。
在本申请中，其中元素或组件被称为包括在所列举的元素或组件的列表中和/或从所列举的元素或组件的列表中选择，应当理解，该元素或组件可以是所述元素或组件中的任何一个，或者元素或组件可选自由两种或更多种所述元素或组件组成的组。此外，应当理解，本文描述的组合物，装置或方法的元素和/或特征可以以各种方式组合而不脱离本申请的精神和范围，无论是明确的还是隐含的。
除非另外特别说明，否则术语“包括”，“包括”，“包括”，“具有”，“具有”或“具有”的使用通常应理解为开放式和非限制性的。
除非另外特别说明，否则本文中单数的使用包括复数(反之亦然)。另外，在术语“约”的使用在定量值之前的情况下，除非另外特别说明，否则本申请还包括具体的定量值本身。如本文所用，术语“约”是指与标称值的±10％变化，除非另有说明或推断。
应当理解，只要本申请仍然可操作，步骤的顺序或执行某些动作的顺序是不重要的。此外，可以同时进行两个或更多个步骤或动作。
在此，“芳杂环”是指含有除碳原子外，至少含有一个杂原子如氧(O)、氮(N)、硫(S)、硅(Si)、硒(Se)的芳香族单环或稠环体系。多杂环基团包括两个及两个以上的杂环稠合在一起的基团，单杂环稠合到一个或多个碳芳香环的基团，单杂环稠合到非芳香性的碳环上的基团或者是单杂环稠合到非芳香性的杂化烷基环上的基团。通常一个芳杂环基团会包含有5至22个环原子，其中包含1-5个杂原子(如5-20 元杂环基团)。芳杂环基团连接在特定化学结构的杂原子或碳原子上以构成稳定的化学结构，一般情况下，芳杂环不含有O-O键，S-S键，或者S-O键，但是，芳杂环基团中的一个或多个N,S原子能够被氧化，如吡啶氮氧化物，噻吩硫氧化物，噻吩硫，硫二氧化物。五元或六元单环以及五元并六元双环的芳杂环体系如下图所示：
Figure GDA0002380878140000211
其中，T代表O,S,NH,N-烷基,N-芳基,N-(烷基芳基)(如N-苯基)，双氢硅基,烷基氢硅基，双烷基硅基，芳烷基氢硅基，双芳烷基硅基，或者烷基芳烷基硅基。芳杂环基包括但不仅限于吡咯基，呋喃基，噻吩基，吡啶基，嘧啶基，哒嗪基，吡嗪基，三唑基，四唑基，吡唑基，咪唑基，异噻唑基，噻唑基，噻二唑基，异恶唑基，恶唑基，恶二唑基，吲哚基，异吲哚基，苯并呋喃基，苯并咪唑基，苯并噻唑基，苯并异噻唑基，苯并异恶唑基，苯并恶二唑基，苯并恶唑基，噌嗪基， 1氢-吲哚基，2氢-吲哚基，吲哚啉嗪基，异苯并呋喃基，萘啶基,酞嗪基，蝶啶基，嘌呤基，恶唑吡啶基，噻唑吡啶基，咪唑吡啶基，呋喃吡啶基，噻吩吡啶基，吡啶骈嘧啶基，吡啶骈米嗪基，吡啶骈哒嗪基，噻吩并噻唑基，噻吩并恶唑基，噻吩并咪唑基。芳杂环基团还包括但不仅限于4,5,6,7-四氢吲哚基，四氢喹啉基，苯并噻吩吡啶基，苯并呋喃吡啶基。
在此，“卤素”是指F,Cl,Br,I。
在此，“烷基”是指含有1-40个碳原子的饱和碳氢直链或支链取代基，其中包括但不仅限于甲基、乙基、丙基(如正丙基，异丙基)、丁基(n-丁基，z'-丁基，仲丁基，叔丁基)、戊基(正戊基，z'-戊基,- 戊基)、己基，其中含有1-6个碳原子的烷基链称为短链烷基，如甲基，乙基，丙基(如正丙基，异丙基)、丁基(如正丁基，异丁基，仲丁基，叔丁基)。在实施例中，烷基链可以按此处所述进行替换。一个烷基链不可以被另外的烷基，烯基或炔基取代。
在此，“稀基”指含有2-40(C2-40)或2-20(C2-20)个碳的，其中含有一个或多个C＝C键的直链或支链取代基，其中包括但不仅限于乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊稀基、己稀基、丁间二稀基、戊二烯基、己二稀基。其中所含的一个或多个C＝C双键可以在中间位置 (如2-丁烯)或端位(如1-丁烯)。在实施例中，所指烯基可按如上所述的烯基链替换。
在此，“稠环”或“稠环部分”指两个或两个以上碳环或杂环以共有环边而形成的多环，其中至少有一个是芳香环(碳芳环或芳杂环)。这些多环体系高度共轭，在实施例中，稠环基可按此处所述的稠环替换。
在此，“杂原子”是指除C、H以外的任意元素，如N、O、Si、 S、P、Se。
在此，“芳香基”是指含有6-24个碳原子的碳氢芳环(如C6-24 芳香基)，可以是单芳环，也可以是两个或两个以上碳环以共有环边而形成的多环，其中至少有一个碳环是芳香环。在一些实施例中，一个多环芳香基可以包含8-24个碳原子，任意芳香基可在合适的位点以共价键的形式键接到化学结构中。芳香基包括但不仅限于碳芳香环，如苯基、1-萘基(双环)、2-萘基(双环)、蒽基(三环)、菲基(三环)、稠五苯基(五环)。芳香基还包括连接在一个或多个环状烷基或环状杂烷基上的碳芳香环，如环戊烷的苯基衍生物(如，5,6-二环的环烷基/芳基体系的二氢茚基)，环己烷的苯基衍生物(如，6,6-二环的环烷基/芳基体系的四氢萘基)，咪唑啉的苯基衍生物(如，5,6-二环的环杂烷基/芳基体系的苯并咪唑啉基)，吡喃的苯基衍生物(如， 6,6-二环的环杂烷基/芳基体系的苯并吡喃基)。芳香基还包括，苯并二恶唑基,苯并二呋喃基,苯并二氢吡喃基，二氢吲哚基以及类似结构。在一些实施例中，芳基可按此处提及的芳基进行替换。在实施例中，“卤代烷基”指含有一个或多个的卤素取代基芳香基包括全卤代的芳基(如-C6F5)。在实施例中，双芳基基团指含有芳环取代基的芳基，且该双芳环中任何一个芳香基可按此处所述的芳基替换。
如本文所用，“诊疗一体化试剂”是指具有诊断和治疗功能的有机材料。
除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与当前描述的主题所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。
在提供一系列值的情况下(例如，浓度范围、百分比范围或比例范围)，应该理解，除了上下文另有明确规定之外，在上限和下限之间的每个中间值，至下限单位的十分之一，在所述范围内的该范围的下限和任意其他所述或中间值包括在所述主题内。这些较小范围的上限和下限可以独立地包括在较小范围内，并且这些实施方案也包括在所描述的主题内，受所述范围内的任意特别排除的限制。在所述范围包括一个或两个限制的情况下，不包括那些包括的限制中的二者之一或两者的范围也包括在所述的主题中。
在整个申请中，各种实施例的描述使用“包含”语言。然而，本领域技术人员将理解，在一些特定情况下，可替代地使用“基本上由...... 组成”或“由......组成”的语言来描述实施例。
为了更好地理解本教导并且决不限制本申请的范围，除非另有说明，否则在说明书和权利要求中使用的表示数量、百分比或比例以及其他数值的所有数字在所有情况下应理解为被术语“约”修饰。因此，除非有相反的指示，否则在以下说明书和所附权利要求书中列出的数值参数是近似值，该近似值可根据试图获得的所需性质而变化。至少，每个数值参数至少应根据报告的有效数字的数量并通过应用普通的舍入技术来解释。
诊疗一体化试剂
本主题涉及可用作诊疗一体化试剂的聚集诱导发光(AIE)荧光探针。该诊疗一体化试剂可用于选择性成像和杀死有害细胞。有害细胞可包括癌细胞和革兰氏阳性病原菌。可将该诊疗一体化试剂给予经历外科手术的患者，以选择性地识别和/或杀死有害细胞。该诊疗一体化试剂可以在外科手术部位原位给药。诊疗一体化试剂可通过AIE 介导的荧光选择性成像癌细胞和/或革兰氏阳性细菌。将该诊疗一体化试剂用于光动力疗法，来杀死有害细胞或抑制有害细胞的生长。
在一个实施方案中，本发明中的聚集诱导发光探针是小分子有机化合物，其具有选自下组的骨架结构式：
Figure GDA0002380878140000251
Figure GDA0002380878140000261
其中R’，R”和R”’各自独立地选自由以下基团组成的组中：H，烷基，不饱和烷基，杂烷基，环烷基，杂环烷基，芳香基，杂芳基，烷基-NCS，烷基-N3，烷基-NH2；
X-独立地选自I-、PF6 -、BF4 -、SbF6 -、SbF5 -、CH3COO-、CF3COO-、 CO3 2-、SO4 2-、SO3 2-、CF3SO2 -、TsO-、ClO4 -、F-、Cl-、Br-、(F3CSO2)N-、 PO4 3-中的一种。
在进一步实施方案中，该化合物具有选自由下组的骨架结构式：
Figure GDA0002380878140000262
其中R’，R”和R”’各自独立地选自由以下基团组成的组中：H，烷基，不饱和烷基，杂烷基，环烷基，杂环烷基，芳香基，杂芳基，烷基-NCS，烷基-N3，烷基-NH2；
X-独立地选自I-、PF6 -、BF4 -、SbF6 -中的一种。
在一个实施方案中，该化合物如下结构式中的一种：
Figure GDA0002380878140000271
X-独立地选自I-、PF6 -中的一种。
制备TPPCN化合物的示例性反应方案如下：
Figure GDA0002380878140000281
制备TPE-CP化合物的示例性反应方案如下：
Figure GDA0002380878140000291
选择性识别有害细胞并抑制细胞生长
本发明化合物可以作为造影剂给予患者，通过荧光成像技术，用于定位患者体内的有害细胞。例如，可以将化合物原位用于经历外科手术的患者。该原位施用可用于在肿瘤消融手术期间检测残存的癌细胞，或检测手术部位中或附近的潜在有害(革兰氏阳性)细菌的存在。在另一个实施方案中，化合物可以通过静脉注射给药。
如本文详细阐述的，成像研究证明该化合物可用作选择性鉴定癌细胞和革兰氏阳性细菌的有效探针。一旦鉴定出有害细胞，在白光照射条件下，化合物可产生活性氧，选择性杀伤有害细胞。在一个实施方案中，有害细胞可以是癌细胞和/或革兰氏阳性细菌。将这些化合物对有害细胞进行光动力疗法可以诱导细胞凋亡或生长抑制。
由于本发明化合物是完全有机的，因此这些化合物显示出良好的生物相容性，并且没有可检测的毒性。这些化合物具有超高的光稳定性和良好的光动力性能，有望用于疾病原位诊断和光动力治疗。
通过下面的实施例说明本发明。
实施例
材料与仪器
极限必需培养基(MEM)，杜尔贝科改良伊格尔培养基(DMEM)，胎牛血清(FBS)，青霉素和链霉素，磷酸盐缓冲盐水(PBS)，线粒体红色荧光探针(
Figure GDA0002380878140000301
Red FM)和氟硼二吡咯(BODIPY 493/503)购自英杰公司。LB琼脂和LB肉汤购自USB Co.碘化丙啶 (PI)和H2DCF-DA购自Sigma-Aldrich，并且不经进一步纯化直接使用。四氢呋喃(THF)使用前在二苯甲酮苄基酯中蒸馏纯化。在该工作中使用的其他试剂，例如二甲基亚砜，氯化钾和氯化钠购自 Sigma-Aldrich，并且不经进一步纯化直接使用。Milli-Q水由Milli-Q Plus System(美国密理博公司)供应。用于合成TPPCN和TPE-CP 的所有化学品均购自Sigma-Aldrich。
表征
使用CD2Cl2作为氘代溶剂，在Bruker ARX 400核磁光谱仪上测定1H和13C核磁光谱。在以时间飞行质谱模式操作的Finnigan MAT TSQ 7000质谱仪系统上记录高分辨率质谱。在Milton Ray Spectronic 3000阵列分光光度计上获取紫外吸收光谱。在Perkin ElmerLS 55光谱仪上记录稳态荧光光谱。在Olympus BX 41荧光显微镜上收集荧光图像。在Zeiss激光扫描共聚焦显微镜(LSM7 DUO)上收集激光共聚焦扫描显微镜图像，并使用ZEN 2009软件(Carl Zeiss)进行分析。在Zeta电位分析仪(Brookhaven，ZETAPLUS)上测量粒度。使用扫描电子显微镜(JSM-6390(JEOL))研究细菌形态的观察。
细胞培养
对于细胞培养，将HeLa细胞置于湿度培养箱(37℃，5％CO2气氛)中含有10％FBS和抗生素(100单位/mL青霉素和100μg/mL 链霉素)的MEM中进行培养。MDCK-II和U87细胞置于湿度培养箱(37℃，5％CO2气氛)中含有10％FBS和抗生素(100单位/mL 青霉素和100μg/mL链霉素)的DMEM中进行培养。
生物相容性
对于通过MTT评估的细胞生物相容性，将细胞以每孔5000个细胞的密度接种在96孔板中。孵育过夜后，用含有不同TPPCN和 TPE-CP浓度的100μL新鲜培养基替换每个孔中的培养基。含DMSO 体积小于0.2％。处理24小时后，向各个孔中加入10μL MTT溶液 (PBS中5mg/mL)。孵育4小时后，轻轻取出含MTT的溶液并用 100μL DMSO替换。震动后，通过酶标仪(Perkin-Elmer Victor3TM) 记录各个孔在490nm处的吸光度。各个实验平行进行6个孔。减去空白的背景，并且将对照组的细胞活性设定为1。
细胞毒性
对于通过MTT评估的细胞毒性，将HeLa,MDCK-II或U87细胞以每孔5000个细胞的密度接种在96孔板中。孵育过夜后，用含有不同TPPCN浓度的100μL新鲜培养基替换每个孔中的培养基。含 DMSO体积小于0.2％。孵育8小时后，将含有HeLa，MDCK-II和 U87细胞的三个孔板暴露于白光(36mW)30min，另外三个带有细胞的孔板保持在黑暗中作为对照。
细胞培养
对于细胞成像，将盖玻片或等离子体处理的25mm圆形盖玻片安装在具有观察窗的35mm培养皿的底部，细胞在35mm培养皿中培养过夜。将活细胞与特定浓度的某一染料一起孵育一定时间(将2 μL在DMSO溶液中的储备溶液加入到2mL细胞培养基中，DMSO 体积小于0.1％)。将染料标记的细胞固定，并在荧光显微镜(BX41 显微镜)下成像。条件：对于TPPCN和TPE-CP，激发滤光片为400-440 nm，二向色镜为455nm，发射滤光片为465nm长通；对于线粒体红色荧光探针MTR，激发滤光器为510-550nm，二向色镜为570nm，发射滤波器为590nm长通；对于BODIPY，激发滤光器为460-490nm，二向色镜为505nm，发射滤光器为515nm长通。
光稳定性
使用ZEN 2009软件(Carl Zeiss)通过共聚焦显微镜(Zeiss LSM7 DUO)对染料标记的HeLa细胞成像。条件：对于TPPCN，激发波长为405nm；对于线粒体红色荧光探针MTR，激发波长为560nm；激光功率统一为6μW(TPPCN)和2.16μW(MTR)。对于TPE-CP 和BODIPY 493/503，激发波长为489nm；激光功率统一为0.55μW。
细菌培养、成像与杀伤
将固体琼脂板上的单个细菌菌落转移至5mL相应的液体培养基中，并在37℃条件下培养10小时(培养基：LB用于大肠杆菌和表皮葡萄球菌)。通过测量600nm处的光密度(OD600)确定细菌浓度，然后将1×109菌落形成单位(CFU)的细菌转移至1.5mL EP管中。离心(13000rpm，3分钟)，弃上层培养液，下层为细菌，然后用PBS 洗涤两次。除去上清液后，将剩余的细菌用PBS重悬，得到1mL OD600＝1.0(约108CFU mL-1)的细菌悬浮液。向该细菌悬浮液中加入化合物，孵育一定时间。
将约2μL染色后的细菌溶液转移到载玻片上，然后盖上盖玻片进行成像。在荧光显微镜(BX41 Microscope)下对大肠杆菌和表皮葡萄球菌进行成像，具体设置如下：对于TPPCN和TPE-CP，激发滤光片＝400-440nm，二向色镜＝455nm，发射滤光片＝465nm长通；对于PI，激发滤光片＝510-550nm，二向色镜＝570nm，发射滤光片＝590 nm长通。
对于PI染色实验，在与TPPCN(10μM)孵育10分钟后，将细菌暴露于白光照射下20分钟，而对照组置于黑暗中。然后，将PI 以1.5μM的最终浓度添加到实验组和对照组中，然后在黑暗中再孵育15分钟。然后在荧光显微镜下对细菌进行成像，具体设置如下：激发滤光片＝510-550nm，二向色镜＝570nm，发射滤光片＝590nm 长通。
对于光诱导毒性实验，将1×108CFU细菌分散在1mL PBS中。在与TPPCN(10μM)孵育10分钟或与TPE-CP(10μM)孵育30 分钟后，将溶液离心(13000rpm，3分钟)，然后除去上清液，并用 PBS洗涤2次，后加入PBS重悬，将实验组暴露于白光照射下设计的时间，同时将对照组置于黑暗中。然后通过平板计数法评估细菌的存活率。
对于抗菌性能研究，将微生物浓度稀释至OD600接近0.2。将具有不同预定浓度的TPPCN添加到各个实验组中。并向对照组中加入相同量的纯DMSO。在设计的时间间隔，通过测量OD600确定微生物的浓度。测试重复三次以确保可靠性。
对于SEM研究，将表皮葡萄球菌的浓度稀释至OD600接近0.2。将细菌与TPPCN(10μM)孵育4小时，并用白光照射1小时，然后干燥，并收集SEM图像。未经处理的细菌也在SEM下成像用于比较。
实施例1
TPPCN与TPE-CP的合成
4-(1-(4-(2,2-二氰基-1-苯乙烯基)苯基-2,2-双(4-甲氧基苯乙烯基)-1-甲基吡啶六氟磷酸(TPPCN,6)
将TiCl4(1mL,9.0mmol)在-78℃下，逐渐加入到含有锌粉(1.17g, 18.0mmol)的干燥的THF(50mL)中，形成反应混合物。反应回流2 个小时，将4,4'-二甲氧基苯甲酮(1.090g,4.5mmol)与化合物2(0.786 g,3mmol)在干燥THF(20ml)中混合加入反应混合物中。反应混合物再回流5小时。反应结束，用压缩空气去除溶剂后，用DCM萃取残渣，用无水Na2SO4干燥。以DCM为洗脱剂，在硅胶柱上对粗品进行纯化。得到黄色固体化合物3，收率为50％。
在-78℃，氮气保护下，将n-BuLi(0.6mL,1.2mmol,2.0M正己烷)缓慢滴加到含有化合物3(0.471g,1.0mmol)的干燥THF(20mL) 溶液中。在此温度下搅拌2小时后，缓慢加入N,N-二甲基苯甲酰胺 (0.179g,1.2mmol)，在-78℃下继续搅拌1小时。然后将混合物加热至室温(22℃)，用10％的HCl水溶液(10mL)猝灭反应，搅拌30分钟。将水相分离，用DCM(30ml)洗涤，用无水MgSO4干燥，真空蒸发。粗产物在TiCl4和吡啶存在下，加热回流，与丙腈反应，得到混合物，用DCM洗脱液在硅胶柱上纯化得到淡黄色固体化合物5(0.382g, 70％)。
在化合物5(0.50mmol)的甲苯溶液加入碘甲烷(5mmol CH3I)，形成反应混合物。反应混合物在110℃、氮气下加热搅拌4小时。收集沉淀物并用甲苯清洗。采用正己烷-二氯甲烷混合溶剂对粗产物进行重结晶。将纯产物溶解于丙酮中，与六氟磷酸钾进行反离子交换，得到橙黄色TPPCN(收率90％)。1H-NMR(400MHz；CD2Cl2)δH 8.15 (d,2H),7.61(t,1H),7.52(t,2H),7.45-7.42(m,4H),7.31(d,2H),7.16 (d,2H),7.03(d,2H),6.94(d,2H),6.83(d,2H),6.70(d,2H),4.22(s,3H), 3.81(s,3H),3.76(s,3H)ppm；13C-NMR(400MHz；CD2Cl2)δC174.0, 161.4,161.0,153.1,146.0,143.5,135.8,135.4,133.3,133.2,132.7, 132.6,132.0,131.5,130.9,130.4,129.7,128.9,114.4,113.9,113.8,113.5, 81.7,55.4,55.3,47.7ppm；计算TPPCN阳离子的MALDI-MS(C38H30N3O2 +):560.2333,发现:560.2355.
4-(1-(4-(2,2-双(4-甲氧基苯基)-1-苯基)-2,2-双亚基诺夫基)-1-甲基六氟磷 酸吡啶(TPE-CP,12)
TPE-CP的整个合成过程与上述TPPCN的合成过程类似，然后将化合物11(0.50mmol)的甲苯溶液加入到碘甲烷(5mmol CH3I)中，形成反应混合物。反应混合物在110℃、氮气下加热搅拌4小时。收集沉淀物并用甲苯清洗，采用正己烷-二氯甲烷混合溶剂对粗产物进行重结晶。将纯产物溶解于丙酮中，与六氟磷酸钾进行反离子交换，获得深红色TPE-CP(收率90％)。1H-NMR(400MHz；CD2Cl2)δH 8.76 (d,2H),7.99(d,2H),7.27(d,2H),7.20-7.14(m,5H),7.06-7.03(m,2H), 6.95-6.91(m,4H),6.70-6.63(m,4H),4.51(s,3H),3.75(s,3H),3.73(s, 3H)ppm；13C-NMR(400MHz；CD2Cl2)δC 171.2,158.9,158.6,152.6, 150.4,145.9,145.8,143.1,137.7,137.4,135.5,135.4,132.7,132.6, 132.5,132.2,131.8,131.4,131.3,130.0,129.9,129.8,129.0,128.0, 127.5,126.8,126.6,113.4,113.3,113.2,113.0,84.9,55.1,55.0,49.4ppm；计算TPPCN阳离子的MALDI-MS(C38H30N3O2 +):560.2333,发现: 560.2321.
实施例2
TPPCN的光物理学性质
如图1所示TPPCN在二氯甲烷(DCM)溶液中的紫外吸收光谱， TPPCN的最大吸收峰在440nm处，位于可见光范围内，可见光比紫外光对生物系统造成的损害更小。溶液和聚集态的荧光光谱表明 TPPCN具有典型的AIE特性，如图2A-2B所示，在正己烷/二氯甲烷的混合体系中，2正己烷的体积分数为0-70％时，TPPCN几乎不发出荧光，当正己烷体积分数增加至80％时，荧光逐渐出现，峰值在606nm。进一步将正己烷体积分数增加至90％后，荧光强度峰值比纯DCM溶液中的峰值高约217倍。在手持紫外灯的365nm光源照射下，可观察到明亮的黄色荧光。这种明显的荧光强度的差异可能是由于正己烷作为TPPCN的不良溶剂诱导了TPPCN聚集体的形成。当正己烷太极分数从90％增加到99％时，荧光强度出现降低，这可能是由于TPPCN出现沉淀，粘附在比色皿内壁造成。可以在紫外灯照射下通过肉眼观察这些沉淀物。在纯DCM和DCM/正己烷混合物 (1：99，v/v)中，TPPCN的量子产率(QY)分别为0％和15.2％。荧光光谱和量子产率结果均表明TPPCN是具有AIE性质的。
实施例3
TPPCN的生物相容性
使用3-(4,5-二甲基-2-噻唑基)-2,5-二苯基溴化四唑(MTT)法检测TPPCN对HeLa细胞的细胞毒性。当TPPCN浓度升至10μM时，细胞存活率没有受到显著影响(图3)，表明在测试浓度范围内TPPCN 对HeLa细胞具有良好的生物相容性。
实施例4
TPPCN的线粒体靶向性
进一步研究了TPPCN对HeLa细胞中线粒体的靶向成像能力。将HeLa细胞与TPPCN和商用线粒体红色染料MitoTracker Red FM (MTR)共孵育10分钟。如图4A-4D所示，TPPCN可以选择性地积聚在细胞线粒体中并发出强烈的蓝绿色荧光，且能够与MTR的红色荧光很好地重合。皮尔森相关系数(Rr；从+1到-1)为0.983，表明 TPPCN对线粒体具有高度特异性。
实施例5
TPPCN的光稳定性
进一步通过激光共聚焦显微镜扫描考察TPPCN的光稳定性。如图5A-5B所示，在扫描50次(13分钟)仍可在线粒体中清楚地观察到TPPCN的荧光，依然有超过95％的信号被保留。相比之下，在 25次扫描后，MTR的荧光已淬灭超过一半，50次扫描后，MTR的红色荧光几乎完全消失。显然，TPPCN比MTR具有更加优越的光稳定性。
实施例6
TPPCN的活性氧(ROS)产生效果
更有趣的是，TPPCN可以作为光敏剂产生ROS。由于TPPCN 在可见光区域有强烈吸收，因此使用白光作为激发光源。选用 H2DCF-DA用作ROS指示剂，其在ROS存在条件下，可发射波长约为530nm的荧光。在TPPCN存在条件下，随着照射时间的延长， H2DCF-DA的荧光逐渐增强(图6)。在白光照射30分钟后， H2DCF-DA的荧光强度为初始值的500倍。然而，在仅有TPPCN或 H2DCF-DA的组中未观察到这种变化。与常用的光敏剂四环素相比，TPPCN的ROS生成效率要高得多。此外，本发明还研究了TPPCN 在细胞内的ROS产生效率。如图7A-7D所示，在405nm激光照射之前，几乎没有在细胞中检测到来自H2DCF-DA的荧光；在405nm 激光照射10秒后，观察到H2DCF-DA的绿色荧光。对于仅用 H2DCF-DA孵育的细胞，在405nm激光照射前后，其绿色荧光均比较微弱。以上这些结果表明TPPCN可以作为光敏剂在溶液和细胞中产生ROS。
过量的ROS对细胞有害。如图8A-8 D所示，在光照10秒后， TPPCN染色的HeLa细胞的线粒体形态由长管状变为小的和分散的片段。相比之下，对照组细胞的线粒体仍保持良好状态，这表明 TPPCN产生的ROS可导致线粒体损伤并导致细胞死亡。
实施例7
TPPCN对于癌细胞的选择性成像与杀伤
TPPCN可以选择性地对癌细胞染色，而对正常细胞不染色。将癌性HeLa细胞和正常MDCK-II细胞分别在相同条件下与TPPCN一起孵育。如图9A所示，在HeLa细胞的线粒体中观察到强烈的蓝绿色荧光。相反，在MDCK-II细胞中几乎没有观察到荧光。该结果足以证实以下假设：对于癌细胞和正常细胞的区分作用来自于癌细胞和正常细胞之间的线粒体膜电位(Mitochondrial membrane potential， MMP)的不同以及TPPCN与线粒体不同强度的静电相互作用。
为了证明TPPCN选择性杀死癌细胞的能力，本发明研究了共培养体系中TPPCN在细胞内的ROS产生效率。在405nm激光照射之前，细胞中几乎没有检测到H2DCF-DA的绿色荧光(图9B)。在405 nm激光照射10秒后，在HeLa细胞中观察到H2DCF-DA的绿色荧光。然而，在MDCK-II细胞中几乎没有观察到绿色荧光(图9C)。对于仅与H2DCF-DA孵育的细胞，在405nm激光照射前后，其绿色荧光均比较微弱(图10A-10B)。结果表明，在癌细胞与正常细胞共培养体系中，TPPCN能够选择性地在癌细胞中产生ROS。
应用MTT测定法检查不同处理条件下，HeLa细胞和MDCK-II 细胞的细胞存活率。对于HeLa细胞，在没有TPPCN的情况下，白光照射几乎不会影响细胞存活率。然而，对于TPPCN染色的细胞，在白光照射条件下，随着TPPCN浓度的增加，细胞存活率逐渐降低 (图11A)。值得注意的是，TPPCN染色的细胞在无光照条件下，细胞存活率几乎不变。在白光照射条件下，TPPCN的浓度达到12.5μM 时，其对MDCK-II细胞几乎无毒性(图11B)。相反，在同样的条件下，HeLa细胞的存活率降低了近80％。这表明TPPCN在白光照射下可以有效杀死癌细胞，但不杀死正常细胞，证明TPPCN能够选择性地靶向癌细胞中的线粒体并通过光动力疗法诱导其死亡，具有作为诊疗一体化试剂的良好潜力。
为了进一步检测TPPCN在共培养体系中对癌细胞的毒性，应用碘化丙啶(PI)染色。PI是一种细胞膜不可渗透的染料，只能进入死细胞或晚期凋亡细胞，进行染色。如图12A-12H所示，在HeLa细胞与MDCK-II细胞的共培养体系中，仅能够在HeLa细胞中观察到 TPPCN的蓝绿光荧光。在白光照射下，在TPPCN染色的所有HeLa 细胞中观察到PI的红色荧光，表明这些细胞被TPPCN产生的ROS 产生有效杀死。在单纯白光处理的未染色细胞不能观察到PI的红色荧光，证明TPPCN在诱导细胞死亡中具有重要作用。
本发明引入另一种癌细胞系(U87，常用于神经科学)用于证实 TPPCN对于癌细胞线粒体选择性成像和杀伤作用的普遍性。如图 13A-13D和图14A-14D所示，TPPCN可以特异性地靶向U87细胞的线粒体，并且可以选择性地在U87细胞中产生ROS，作为光敏剂。
实施例8
TPPCN对于革兰氏阳性菌的选择性成像与抗菌
类似于癌细胞和正常细胞的线粒体膜电位(MMP)的差异，由于细菌表面带有负电荷，且革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌被膜结构存在差异。因此，将TPPCN应用于细菌区分成像。选择生物安全性的非致病性细菌表皮葡萄球菌(革兰氏阳性菌)和大肠杆菌(革兰氏阴性菌)作为代表，如图15A-15B所示，在与TPPCN(10μM) 孵育10分钟后，球状的革兰氏阳性细菌表皮葡萄球菌发出蓝绿色荧光，而杆状的革兰氏阴性细菌大肠杆菌几乎无荧光发出(图15C-15D)，表明TPPCN选择性地染色革兰氏阳性细菌，而不染色革兰氏阴性细菌。这些结果在革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌的共培养体系中同样得到证实(图15E-15F)。
通过碘化丙啶(PI)染色评估TPPCN对革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌的杀伤作用。首先将表皮葡萄球菌与TPPCN孵育10分钟，然后在白光照射20分钟，再用PI染色。如图16D-16F所示，在TPPCN 染色的细胞中可以清楚地观察到PI的亮红色荧光发射，在无TPPCN染色的对照组中几乎没有观察到来自PI的红色(图16A-16B)。由于 PI只能穿透膜结构受损的细菌，以上结果证实TPPCN可以在白光照射下杀死表皮葡萄球菌。同样地，对革兰氏阴性的大肠杆菌做同样的处理，在TPPCN处理的实验组和无TPPCN处理的对照组中，均无 PI的红色荧光(图17A-17D)。通过扫描电子显微镜(SEM)进一步研究TPPCN对表皮葡萄球菌的抗菌作用及机制。SEM用于观察 TPPCN和白光照射共同作用下，细菌细胞壁的完整性。在无TPPCN处理，仅有单纯光照的对照组，表皮葡萄球菌的形态规则，具有清晰的边界和光滑的表面(图16C)。重叠细菌之间具有明确界定的边界，表明表皮葡萄球菌存在完整的细胞壁。在TPPCN和白光照射共同处理后，表皮葡萄球菌的细胞壁收缩、分裂并且细菌形状发生显着变化 (图16F)。以上结果表明TPPCN在白光照射条件下能够通过破坏表皮葡萄球菌的细胞壁从而杀死细菌，而对大肠杆菌则几乎无杀伤作用。在革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌的共培养体系中同样证实了这一结果(图18A-18D)，进一步表明TPPCN能够对革兰氏阳性菌选择性杀伤。
基于TPPCN对表皮葡萄球菌的杀伤作用，通过测定与TPPCN 孵育后细菌的光密度(OD600)的变化，进一步探讨了TPPCN的抗菌能力。如图19A-19B所示，TPPCN对表皮葡萄球菌的增殖表现出抑制作用。与TPPCN一起孵育的表皮葡萄球菌密度的时间依赖性和浓度依赖性变化示于图20A-20B。图20C-20D为随着TPPCN浓度增加，细菌存活率和TPPCN杀菌效率的变化，结果显示TPPCN抑制表皮葡萄球菌生长的IC50值约为3.068μM。该结果表明TPPCN可作为潜在的抗革兰氏阳性细菌的药物。
实施例9
TPPCN(AIE荧光图)作为诊疗一体化试剂的潜力
进一步研究了TPPCN在包括细胞和细菌在内的复杂系统中的应用。如图23A-23C所示，TPPCN可以选择性地染色癌细胞HeLa和革兰氏阳性的表皮葡萄球菌，而不染色正常细胞MDCK-II。在白光照射后，TPPCN产生的ROS可以选择性地杀死HeLa细胞和表皮葡萄球菌(图24A-24C)。以上结果表明，TPPCN能够选择性地对癌细胞和革兰氏阳性细菌进行成像，并在光照条件下产生ROS，从而杀死癌细胞和革兰氏阳性菌。这些特性具有重要价值，特别是在TPPCN 作为诊疗一体化试剂的探索中。
实施例10
TPE-CP的光物理学性质
如图25所示TPE-CP在二氯甲烷(DCM)溶液中的紫外吸收光谱，TPPCN的最大吸收峰在475nm处，位于可见光范围内，可见光比紫外光对生物体系更加友好。溶液和聚集态的荧光光谱表明 TPE-CP具有典型的AIE特性，如图26A-26B所示，TPE-CP在纯二氯甲烷溶液中荧光微弱，随着不良溶剂正己烷体积分数增加，荧光逐渐增强。在纯DCM和DCM/正己烷混合物(1：99，v/v)中，TPPCN 的量子产率(QY)分别为0％和6.7％。荧光光谱和量子产率结果均表明TPPCN是具有AIE性质的。
实施例11
TPE-CP的生物相容性
使用3-(4,5-二甲基-2-噻唑基)-2,5-二苯基溴化四唑(MTT)法检测TPPCN对HeLa细胞的细胞毒性。当TPE-CP浓度高达50μM 时，孵育24h后，细胞存活率仍没有受到显著影响(图27)，表明 TPE-CP对HeLa细胞具有良好的生物相容性。
实施例12
TPE-CP的脂滴靶向性
进一步研究了TPE-CP对HeLa细胞中脂滴的靶向成像能力。将 HeLa细胞与TPE-CP和商用脂滴绿色染料BODIPY 493/503(1μg/mL) 共孵育15分钟。如图28A-28C所示，TPE-CP可以选择性地积聚在细胞脂滴中并发出强烈的橘红色荧光，且能够与BODIPY 493/503的绿色荧光很好地重合。皮尔森相关系数(Rr；从+1到-1)为0.94，表明TPE-CP对脂滴具有高度特异性。
实施例13
TPE-CP的光稳定性
进一步通过激光共聚焦显微镜扫描考察TPE-CP的光稳定性。如图29A-29B所示，在扫描50次后，仍可在脂滴中清楚地观察到 TPE-CP的荧光，有超过80％的信号被保留。相比之下，50次扫描后，超过40％的BODIPY 493/503的绿色荧光淬灭。显然，TPE-CP比 BODIPY493/503具有更加优越的光稳定性。
实施例14
TPE-CP的活性氧(ROS)产生效果
TPE-CP也可以作为光敏剂产生ROS。由于TPE-CP在可见光区域有强烈吸收，因此使用白光作为激发光源。选用H2DCF-DA用作 ROS指示剂，其在ROS存在条件下，可发射波长约为530nm的荧光。在TPE-CP存在条件下，随着照射时间的延长，H2DCF-DA的荧光逐渐增强(图30A)。在白光照射10分钟后，H2DCF-DA的荧光强度为初始值的670倍。然而，在仅有TPE-CP或H2DCF-DA的组中未观察到这种变化。此外，本发明还研究了TPE-CP在细胞内的 ROS产生效率。在405nm激光照射之前，几乎没有在细胞中检测到来自H2DCF-DA的荧光(图30B)；在405nm激光照射10秒后，观察到H2DCF-DA的绿色荧光(图30C)。对于仅用H2DCF-DA孵育的细胞，在405nm激光照射前后，其绿色荧光均比较微弱(图 30D-30E)。以上这些结果表明TPE-CP可以作为光敏剂在溶液和细胞中产生ROS。
实施例15
TPE-CP对于革兰氏阳性菌的选择性成像与抗菌
类似于癌细胞和正常细胞的线粒体膜电位(MMP)的差异，由于细菌表面带有负电荷，且革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌被膜结构存在差异。因此，将TPE-CP应用于细菌区分成像。选择生物安全性的非致病性细菌表皮葡萄球菌(革兰氏阳性菌)和大肠杆菌(革兰氏阴性菌)作为代表，如图31A-31D所示，在与TPE-CP(10μM) 孵育30分钟后，球状的革兰氏阳性细菌表皮葡萄球菌发出蓝绿色荧光，而杆状的革兰氏阴性细菌大肠杆菌几乎无荧光发出，表明TPPCN 选择性地染色革兰氏阳性细菌，而不染色革兰氏阴性细菌。这些结果在革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌的共培养体系中同样得到证实。
基于TPE-CP对表皮葡萄球菌的选择性成像以及TPE-CP的ROS 产生能力，进一步探讨了TPPCN的抗菌能力。如图32A-32B所示， TPE-CP对表皮葡萄球菌的增殖表现出抑制作用。与TPE-CP一起孵育的表皮葡萄球菌密度的时间依赖性和浓度依赖性变化示于图 33A-33B。图33C-33D为随着TPE-CP浓度增加，细菌存活率和 TPE-CP杀菌效率的变化，结果显示TPE-CP抑制表皮葡萄球菌生长的IC50值约为3.144μM。该结果表明TPE-CP可作为潜在的抗革兰氏阳性细菌的药物。
图34A-34H为用于量化TPE-CP对于表皮葡萄球菌和大肠杆菌杀伤效果的琼脂板图像。在无任何处理的对照组中，细菌在固体培养基上健康生长。单独光照处理会在一定程度上降低表皮葡萄球菌的菌落数量，但不会对大肠杆菌的存活率产生明显的影响；单独TPE-CP处理可有效杀死表皮葡萄球菌(图34C)，而对大肠杆菌存活率没有明显的影响(图34E)；TPE-CP和光照共同作用能够有效杀死表皮葡萄球菌，如图34C所示，琼脂板上几乎不无表皮葡萄球菌的菌落生长，表明TPE-CP在光照条件下对于表皮葡萄球菌具有高效抗菌效果(图34C)。相反，TPE-CP和光照共同作用对大肠杆菌菌落几乎无抗菌作用(图34H)。这些结果证明单独的TPE-CP可以杀死革兰氏阳性细菌，光照会使TPE-CP具有更高效的抗菌作用。
通过扫描电子显微镜(SEM)观察TPE-CP和白光照射共同作用下，细菌细胞壁的完整性。在无TPE-CP处理，仅有单纯光照的对照组，表皮葡萄球菌的形态规则，具有清晰的边界和光滑的表面(图 35A)。重叠细菌之间具有明确界定的边界，表明表皮葡萄球菌存在完整的细胞壁。在TPE-CP和白光照射共同处理后，表皮葡萄球菌的细胞壁收缩、分裂并且细菌形状发生显着变化(图35B)。以上结果表明TPE-CP在白光照射条件下能够通过破坏表皮葡萄球菌的细胞壁从而产生抗菌作用，而对大肠杆菌则几乎无抗菌作用。
对本主题进行这样的描述，很明显这一点可以以多种方式修改或改变。此类修改和改变不得视为违背本主题的精神和范围，并且所有此类修改和改变均旨在包括在以下权利要求的范围内。

Claims (14)

1.一种AIE荧光探针，该探针包含具有选自下组的骨架结构式的化合物：
Figure FDA0003805333400000011
Figure FDA0003805333400000021
其中R’，R”和R”’各自独立地选自由以下基团组成的组中：H，烷基，不饱和烷基，杂烷基，环烷基，杂环烷基，芳香基，杂芳基，烷基-NCS，烷基-N3，烷基-NH2；
X-独立地选自I-、PF6 -、BF4 -、SbF6 -、SbF5 -、CH3COO-、CF3COO-、CO3 2-、SO4 2-、SO3 2-、CF3SO2 -、TsO-、ClO4 -、F-、Cl-、Br-、(F3CSO2)N-、PO4 3-中的一种。
2.根据权利要求1所述的AIE荧光探针，其特征在于，所述化合物包括选自以下组的骨架结构式：
Figure FDA0003805333400000031
X-独立地选自I-、PF6 -中的一种。
3.根据权利要求1所述的AIE荧光探针，其特征在于，探针表现出线粒体选择性染色。
4.根据权利要求1所述的AIE荧光探针，其特征在于，探针在光照条件下能够产生活性氧。
5.根据权利要求1所述的AIE荧光探针，其特征在于，探针为光敏剂。
6.根据权利要求1或2所述的AIE荧光探针用于脂滴特异性染色的应用。
7.根据权利要求1或2所述的AIE荧光探针用于制备用于癌细胞特异性染色的制剂的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，癌细胞为HeLa细胞。
9.根据权利要求1或2所述的AIE荧光探针用于革兰氏阳性菌特异性染色的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，革兰氏阳性菌为表皮葡萄球菌。
11.根据权利要求1或2所述的AIE荧光探针用于制备用于癌细胞成像和杀伤的制剂的应用。
12.根据权利要求1或2所述的AIE荧光探针用于制备用于革兰氏阳性菌成像和抗菌的制剂的应用。
13.一种AIE荧光探针，该探针包含具有选自下组的骨架结构式的化合物：
Figure FDA0003805333400000041
其中R’，R”和R”’各自独立地选自由以下基团组成的组中：H，烷基，不饱和烷基，杂烷基，环烷基，杂环烷基，芳香基，杂芳基，烷基-NCS，烷基-N3，烷基-NH2；
X-独立地选自I-、PF6 -、BF4 -、SbF6 -中的一种。
14.根据权利要求13所述的AIE荧光探针，其特征在于，所述化合物包括选自以下组的骨架结构式：
Figure FDA0003805333400000042
Figure FDA0003805333400000051
X-独立地选自I-、PF6 -中的一种。
CN201880033098.7A 2017-05-19 2018-05-18 用于癌细胞和革兰氏阳性菌的鉴别和杀伤的aie探针 Active CN110997635B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762603131P 2017-05-19 2017-05-19
US62/603131 2017-05-19
PCT/CN2018/087479 WO2018210334A1 (en) 2017-05-19 2018-05-18 Aiegens for cancer cells and gram-positive bacteria discrimination and killing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110997635A CN110997635A (zh) 2020-04-10
CN110997635B true CN110997635B (zh) 2023-02-14

Family

ID=64273310

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880033098.7A Active CN110997635B (zh) 2017-05-19 2018-05-18 用于癌细胞和革兰氏阳性菌的鉴别和杀伤的aie探针

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN110997635B (zh)
WO (1) WO2018210334A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110642882B (zh) * 2019-10-21 2021-12-24 内蒙古大学 一种兼具双氧水检测和光动力杀伤癌细胞活性的荧光探针及其制备方法和应用
CN110981841B (zh) * 2019-11-15 2021-07-02 郑州大学 一种基于香豆素的检测革兰氏阳性菌的免洗荧光探针及应用
CN113527256B (zh) 2020-04-21 2024-02-06 香港科技大学 用于癌细胞鉴别和监测的聚集诱导发光的荧光剂
CN111690005A (zh) * 2020-06-27 2020-09-22 北京化工大学 一种具有线粒体靶向和聚集诱导发光效应的传感阵列及其细胞辨别的应用
CN112625006B (zh) * 2020-12-22 2022-03-29 吉林大学 一种基于均二苯乙烯骨架的细胞脂滴荧光成像探针及其应用
CN114149362B (zh) * 2021-12-21 2023-09-08 北京工商大学 一种半菁类小分子化合物作为荧光探针及光动力抗菌剂的应用
CN114671813B (zh) * 2022-04-18 2023-09-05 内蒙古大学 一种兼具荧光成像和光动力杀伤革兰氏阳性菌活性的光敏剂及其制备方法和应用
CN114949206A (zh) * 2022-04-27 2022-08-30 上海市第十人民医院 一种光动力治疗细菌性眼内炎的新型抗菌疗法
CN116297358B (zh) * 2023-02-09 2024-09-20 广东省大湾区华南理工大学聚集诱导发光高等研究院 一种检测细菌的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104877665A (zh) * 2013-12-19 2015-09-02 香港科技大学深圳研究院 具有聚集诱导发光特性的发光材料及其制备方法和应用
WO2016070854A1 (en) * 2014-11-05 2016-05-12 Benzhong Tang Photoactivatable bioprobes: design, method of preparation and applications
WO2016078603A1 (en) * 2014-11-21 2016-05-26 The Hong Kong University Of Science And Technology Aie luminogens for bacteria imaging, killing, photodynamic therapy and antibiotics screening, and their methods of manufacturing
CN106470964A (zh) * 2014-04-25 2017-03-01 新加坡国立大学 具有聚集诱导发光性质的聚合物和寡聚物在成像和成像引导的治疗中的应用
CN106565606A (zh) * 2016-10-17 2017-04-19 华南理工大学 具有聚集诱导发光性质的化合物及其制备方法和用途

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104877665A (zh) * 2013-12-19 2015-09-02 香港科技大学深圳研究院 具有聚集诱导发光特性的发光材料及其制备方法和应用
CN106470964A (zh) * 2014-04-25 2017-03-01 新加坡国立大学 具有聚集诱导发光性质的聚合物和寡聚物在成像和成像引导的治疗中的应用
WO2016070854A1 (en) * 2014-11-05 2016-05-12 Benzhong Tang Photoactivatable bioprobes: design, method of preparation and applications
WO2016078603A1 (en) * 2014-11-21 2016-05-26 The Hong Kong University Of Science And Technology Aie luminogens for bacteria imaging, killing, photodynamic therapy and antibiotics screening, and their methods of manufacturing
CN106565606A (zh) * 2016-10-17 2017-04-19 华南理工大学 具有聚集诱导发光性质的化合物及其制备方法和用途

Also Published As

Publication number Publication date
CN110997635A (zh) 2020-04-10
WO2018210334A1 (en) 2018-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110997635A (zh) 用于癌细胞和革兰氏阳性菌的鉴别和杀伤的aie探针
CN107849441B (zh) 用于癌症的可视化和治疗的aie发光体
JP6910551B2 (ja) 光増感剤、その誘導体および用途
Kang et al. A multifunctional luminogen with aggregation-induced emission characteristics for selective imaging and photodynamic killing of both cancer cells and Gram-positive bacteria
CN107001927B (zh) 用于细菌成像、杀灭、光动力疗法和抗生素筛选的aie发光团及其生产方法
CN111875603A (zh) 一种β-咔啉吡啶鎓盐荧光探针及其制备方法与应用
JP2013527122A (ja) 細胞用蛍光マーカー
CN111943868B (zh) 一种含二乙胺的吖嗪联肼类化合物及其制备方法与应用
Kong et al. A two-photon AIE fluorophore as a photosensitizer for highly efficient mitochondria-targeted photodynamic therapy
CN111742034A (zh) 具有高度非辐射衰减抑制的碗烯包裹的aie纳米点用于增强体内癌症光诊疗
Ma et al. Enhanced singlet oxygen generation of a soft salt through efficient energy transfer between two ionic metal complexes
JP2022541453A (ja) 生体イメージングのための蛍光系及びそれらの使用
CN110655508A (zh) 一种靶向活细胞线粒体的小分子荧光探针及其制备方法和应用
CN114195774B (zh) 一种具有次氯酸激活荧光和线粒体靶向功能的光敏剂及其制备方法和应用
Wang et al. Cellular membrane-targeting ruthenium complexes as efficient photosensitizers for broad-spectrum antibacterial activity
Zhang et al. Effect of extended π-bridges and molecular charge on the photodynamic activity of aggregation-induced emission photosensitizers against multidrug-resistant bacteria
CN116874363A (zh) 含羰基炔结构的aie分子、aie分子修饰的配合物及其应用
RU2621710C1 (ru) Порфиразин, порфиразиновый комплекс гадолиния и их применение
CN116354954A (zh) 一种靶向溶酶体的aie探针及其制备方法与应用
CN113784714B (zh) 用于选择性消除细菌并消融癌细胞的aie活性光敏剂
Shi et al. Photodynamic antimicrobial activity against S. aureus of metallic Iridium (III) complexes with Helicin pendant
Li et al. AIE-active photosensitizers for concomitant fluorescence visualization and efficient photodynamic elimination of multidrug-resistant bacteria
Fong et al. Novel ruthenium (II) polypyridyl complexes conjugated with bis-dipicolylamine as antibacterial photosensitisers
CN113214297B (zh) 基于聚集诱导发光型的有机硼光敏剂及其对治疗多重耐药菌感染的应用
KR102708885B1 (ko) 광역학 암치료를 위한 신규한 화합물, 이를 포함하는 조성물 및 광역학 암치료 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant