CN111303139A - 具有聚集诱导发光性能的化合物及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有聚集诱导发光性能的化合物及其制备方法和应用，本发明基于具有聚集诱导发光性能的E‑2,3‑双(5‑溴噻吩)丙烯腈、E‑2,3‑双(5‑溴呋喃)丙烯腈或E‑2,3‑双(5‑溴硒酚)丙烯腈为分子结构骨架，通过改变分子结构R1位的给电子基团和R2位烷基链长合成一系列具有聚集诱导发光性能的化合物。本发明的化合物能特异性的标记活细胞中的细胞膜，将其作为细胞膜靶向光敏剂在可见光或激光进行照射时可以产生活性氧能选择性的杀死癌细胞而对正常细胞没有任何损害作用，可以用于肿瘤的选择性光动力治疗，能够显著降低该类光敏剂的对正常细胞和组织毒副作用，具有良好的应用潜力。

Description

具有聚集诱导发光性能的化合物及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于化学生物学和药物化学领域，具体涉及一种具有聚集诱导发光性能的化合物及其制备方法和应用。
背景技术
作为人类健康“杀手”之一的癌症已经成为严重威胁人类健康和生存的疾病。在癌症早期对其进行诊断和治疗毫无疑问具有非常重要的意义。构建集癌症诊断与治疗于一体的多功能平台不仅可以同时实现对癌症的检测和治疗，而且还可以对整个治疗过程进行可视化监测，进而会为我们提供更多准确实用的信息并优化和提高治疗效果，从而实现对癌症的精准治疗。
光动力学治疗(Photodynamic Therapy,PDT)是从上世纪80年代发展的用于癌症治疗的新技术。相比传统的癌症治疗方法，光动力学治疗具有非侵入性、癌症复率低、副作用小、无耐药性等优点，因此受到广泛的关注，是未来癌症治疗的主要手段之一。光动力学治疗是指在合适波长的光源激发下，光敏剂(PS)吸收能量后电子跃迁到第一激发态，然后电子通过系间窜跃到达三线态，将氧气分子转换成具有细胞毒性的活性氧物质(ROS)，来杀死局部癌细胞和肿瘤组织。与此同时，当被激发的电子从第一激发态回到基态会发出荧光，可以用于荧光成像。光敏剂可以同时用于荧光成像和光动力治疗，这为构建集癌症诊断与治疗于一体的多功能平台提供了良好的基础。
光敏剂的效率是决定治疗效果的关键因素之一。传统的光敏剂由于π-π堆积作用显示出明显的聚集诱导荧光团淬灭效应(ACQ)，降低单线态氧的产生，因而在高浓度下显著影响光敏剂的效率。相比于传统的ACQ光敏剂，具有聚集诱导荧光增强效应(AIE)的光敏剂在高浓度或聚集的状态下表现出增强的荧光和单线态氧产生能力，对提供光敏剂的效率具有明显的作用。
细胞膜广泛的存在于真核细胞和原核细胞中的细胞器，是细胞结构中分隔细胞内、外不同介质和组成成分的界面。细胞膜主要由磷脂双分子层构成，具有重要的生理功能。细胞膜既能维持稳定代谢的细胞内环境，也能是细胞与周围环境和细胞与细胞间进行物质交换和信息传递的重要通道，在细胞识别、信号传递、纤维素合成和微纤丝的组装等方面发挥重要功能。细胞膜是细胞的保护前沿，是维持细胞完整性的关键，与细胞的生长和死亡有着密切的关系。对细胞膜状态进行实时的检测和示踪对研究细胞的生物功能和生命过程具有重要的意义。
因此，构建细胞膜靶向的光敏剂用于癌细胞的光动力治疗并实时原位对细胞的状态进行监测，以实现癌症的可视化检测和精准治疗，成为目前亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种具有聚集诱导发光性能的化合物及其制备方法和应用，本发明的化合物具有聚集诱导发光性能且能够对细胞膜靶向光学成像以及用于光动力学治疗。本发明的技术方案如下：
一种具有聚集诱导发光性能的化合物，其特征在于，其具有如下化学结构式：
Figure BDA0002404274990000021
其中：
R1为
Figure BDA0002404274990000022
Figure BDA0002404274990000023
R2为C1-C12烷基、
Figure BDA0002404274990000024
n＝0～10；
X为O、S或Se；
Y-为Cl-、Br-、I-、PF6-、PF4-、CH3COO-或CF3COO-。
本发明的化合物的发射波长大于600nm，具有显著的聚集诱导发光特性以及高的固态发光效率。
上述具有聚集诱导发光性能的化合物的制备方法，其通过制备E-2,3-双(5-溴噻吩)丙烯腈、E-2,3-双(5-溴呋喃)丙烯腈或E-2,3-双(5-溴硒酚)丙烯腈作为分子结构骨架然后改变分子结构骨架上R1位的给电子基团和R2位的烷基链长来合成得到。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述制备方法包括以下具体步骤：
(1)将化合物A、化合物B以及碱按照1:(1～1.5):(1～5)的摩尔比加入至醇溶剂中，在室温下搅拌反应直至固体产物不再增加，然后过滤、洗涤和干燥固体产物，得到化合物C；
其中：化合物A为(5-溴-2-噻吩)-乙腈，化合物B为5-溴噻吩-2-甲醛，化合物C为E-2,3-双(5-溴噻吩)丙烯腈；或者，化合物A为(5-溴-2-呋喃)-乙腈，化合物B为5-溴呋喃-2-甲醛，化合物C为E-2,3-双(5-溴呋喃)丙烯腈；或者，化合物A为(5-溴-2-硒酚)-乙腈，化合物B为5-溴硒酚-2-甲醛，化合物C为E-2,3-双(5-溴硒酚)丙烯腈；
(2)将化合物C、化合物D、钯催化剂和无机碱按照1:(1.3～3):(0.02～0.1):(3～30)的摩尔比加入至第一混合溶剂中，加热回流直至反应完全，化合物D为4-吡啶硼酸；然后用萃取剂萃取反应产物得到有机相，将有机相依次用水和饱和食盐水洗涤后用干燥剂干燥，再减压蒸馏除掉有机溶剂，将得到的粗产物用硅胶柱层析分离纯化，得到化合物E；
(3)化合物E、化合物F、钯催化剂和无机碱按照1:(1.3～3):(0.02～0.1):(3～30)的摩尔比加入至第一混合溶剂中，加热回流直至反应完全，化合物F为芳基硼酸或芳基硼酸酯；然后用萃取剂萃取反应产物得到有机相，将有机相依次用水和饱和食盐水洗涤后用干燥剂干燥，再减压蒸馏除掉有机溶剂，将得到的粗产物用硅胶柱层析分离纯化，得到化合物G；
(4)将化合物G和化合物H按照1:(5～30)的摩尔比加入到乙腈或甲苯中，回流搅拌至反应完全，化合物H为卤代烷烃或磺酸内酯；然后，加入乙醚析出沉淀直至沉淀不再析出，过滤得固体产物，向固体产物中加入第二混合溶剂并在室温下搅拌至反应完全，减压蒸馏除掉溶剂，将得到的固体产物用水洗涤、减压过滤和干燥，用硅胶柱层析分离纯化，得到化合物I，即具有聚集诱导发光性能的化合物。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，步骤(1)中，醇溶剂为甲醇、乙醇和异丙醇中的一种或几种组合；碱为氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、乙醇钠或叔丁醇钠。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，步骤(2)和步骤(3)中：钯催化剂为四(三苯基磷)钯、二(三苯基磷)氯化钯、[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯、三(二亚苄基丙酮)二钯或醋酸钯；无机碱为碳酸钠、碳酸钾碳酸铯、磷酸钾或氢氧化钡。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，步骤(2)和步骤(3)中：萃取剂为二氯甲烷、乙酸乙酯或氯仿；干燥剂为无水硫酸钠、无水氯化钙、无水氯化镁或无水硫酸镁。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述第一混合溶剂是体积比为(10～5):1的四氢呋喃和水，或者是体积比为(10～6):1:1的甲苯、乙醇和水，或者是体积比为(10～5):1的二氧六环和水。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述第二混合溶剂是体积比为(30～5):1的丙酮和水。
上述具有聚集诱导发光性能的化合物在细胞膜标记荧光成像中的应用。
本发明的化合物能够特异性标记细胞膜，是一种优异的细胞膜成像染料。
上述具有聚集诱导发光性能的化合物在制备细胞膜靶向光敏剂中的应用。
本发明的化合物用作光敏剂，当用可见光或激光进行照射时，产生活性氧，能够选择性杀死癌细胞而对正常细胞没有损害作用。
本发明具有以下有益技术效果：
本发明基于具有聚集诱导发光性能的E-2,3-双(5-溴噻吩)丙烯腈、E-2,3-双(5-溴呋喃)丙烯腈或E-2,3-双(5-溴硒酚)丙烯腈为分子结构骨架，通过改变分子结构R1位的给电子基团和R2位烷基链长合成一系列具有聚集诱导发光性能的化合物。该类化合物具有红色或近红外的发射光谱，具有高穿透性强，背景干扰低，光损伤小，光散射少等优点。本发明的具有聚集诱导发光性能的化合物能特异性的标记活细胞中的细胞膜，将其作为细胞膜靶向光敏剂在可见光或激光进行照射时可以产生活性氧而选择性地杀死癌细胞而对正常细胞没有任何损害作用，可以用于肿瘤的选择性光动力治疗，能够显著降低该类光敏剂的对正常细胞和组织毒副作用，具有良好的应用潜力。
附图说明
图1是本发明实施例具有聚集诱导发光性能的化合物的合成路线图。
图2是实施例1制备的化合物在DMSO中的紫外-可见吸收光谱图。
图3是实施例1制备的化合物在DMSO与甲苯混合体系中的发射光谱图。
图4是实施例1制备的化合物在DMSO与甲苯混合体系中的相对荧光强度图。
图5是实施例1制备的化合物在99％甲苯溶剂中粒径分布情况。
图6是实施例1制备的化合物在甘油与乙二醇混合体系中的发射光谱图。
图7是实施例1制备的化合物在甘油与乙二醇混合体系中的相对荧光强度图。
图8是实施例1制备的化合物对不同癌细胞或正常细胞的激光共聚焦成像图。
图9是实施例1制备的化合物的活性氧检测图。
图10是实施例1制备的化合物在白光照射下不同时间内的Huh-7细胞存活率图。
图11是实施例1制备的化合物在白光照射下不同时间内的HeLa细胞存活率图。
图12是实施例1制备的化合物在白光照射下不同时间内的4T1细胞存活率图。
图13是实施例1制备的化合物在白光照射下不同时间内的MCF-7细胞存活率图。
图14是实施例1制备的化合物在白光照射下不同时间内的HepG2细胞存活率图。
图15是实施例1制备的化合物在白光照射下不同时间内的HEK-293T细胞存活率图。
图16是实施例1制备的化合物在白光照射下不同时间内的NIH-3T3细胞存活率图。
图17是实施例1制备的化合物在白光照射下不同时间内的Raw264.7细胞存活率图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
请参照图1，本发明以化合物A和化合物B为原料，在强碱的醇溶液中反应，得到化合物C，其作为本发明最终化合物I的骨架；然后将化合物C与化合物D在钯催化剂和无机碱存在的条件下反应，得到化合物E；化合物E与化合物F反应得到化合物G；化合物G与化合物H反应，得到最终产物：具有聚集诱导发光性能的化合物I。
化合物A的结构式为：
Figure BDA0002404274990000051
化合B的结构式为：
Figure BDA0002404274990000052
化合物C的结构式为：
Figure BDA0002404274990000053
化合物A和化合物B中X均为O、S或Se，对应地，化合物C中X为相应元素。
作为一个优选实施例，当X为O时，化合物A为(5-溴-2-呋喃)-乙腈，化合物B为5-溴呋喃-2-甲醛，化合物C为E-2,3-双(5-溴呋喃)丙烯腈。
作为一个优选实施例，当X为S时，化合物A为(5-溴-2-噻吩)-乙腈，化合物B为5-溴噻吩-2-甲醛，化合物C为E-2,3-双(5-溴噻吩)丙烯腈。
作为一个优选实施例，当X为Se时，化合物A为(5-溴-2-硒酚)-乙腈，化合物B为5-溴硒酚-2-甲醛，化合物C为E-2,3-双(5-溴硒酚)丙烯腈。
化合物D为4-吡啶硼酸，其结构式为：
Figure BDA0002404274990000054
化合物E的结构式为：
Figure BDA0002404274990000055
其中，X为O、S或Se，具体根据化合物A和化合物B相对应。
化合物F为芳基硼酸，其结构式为R1-B(OH)2或
Figure BDA0002404274990000056
其中，R1为
Figure BDA0002404274990000057
Figure BDA0002404274990000061
化合物G的结构式为：
Figure BDA0002404274990000062
其中，X为O、S或Se，具体根据化合物A和化合物B相对应。
化合物H为卤代烷烃或磺酸内酯，其结构式为：R2Y，其中，R2为C1-C12烷基、
Figure BDA0002404274990000063
n＝0～10。
本发明的目标产物：化合物I其结构式为：
Figure BDA0002404274990000064
下面结合具体实施例对本发明进一步说明。
实施例1
具有聚集诱导发光性能的化合物BCN-Py-TPA-PF6(化合物I1)的制备方法，步骤如下：
(1)将入4.7g 5-溴噻吩-2-甲醛(化合物A1)，5.0g 2-(5-溴噻吩2-)乙腈(化合物B1)，1.3g甲醇钠和50mL甲醇加入到100mL圆底烧瓶中，室温搅拌反应24h析出大量固体，过滤得到粗产物进一步用硅胶色谱柱分离纯化，二氯甲烷为洗脱液，得到6.5g黄色固体：E-2,3-双(5-溴噻吩)丙烯腈(化合物C1)，其产率：69％。
本步骤的反应式如下：
Figure BDA0002404274990000071
(2)将750mg E-2,3-双(5-溴噻吩)丙烯腈(2.0mmol，化合物C1)，246mg 4-吡啶硼酸(2.0mmol，化合物D1)，和2.76g碳酸钾(2.0mmol)加入到60mL四氢呋喃和10mL水的混合溶剂中，混合物氩气保护下室温下搅拌置换30min。加入46.2mg四三苯基磷钯(0.04mmol)，氩气保护下室温搅拌5min后，升温至回流反应12h。反应液冷却至室温后加入50mL二氯甲烷萃取三次，合并有机相后用饱和食盐水洗涤三次，无水硫酸钠干燥。减压蒸馏除掉有机溶剂，粗产物用硅胶柱色谱层析分离纯化，洗脱液为二氯甲烷：乙酸乙酯＝10:1(体积比)，得到568mg土黄色固体为化合物E1，产率：76％。
本步骤的反应式如下：
Figure BDA0002404274990000072
(3)将90mg(E)-3-(5-溴噻吩-2-)-2-(5-(吡啶-4-)噻吩-2-)丙烯腈(0.24mmol，化合物E1)，90.6mg 4-二苯基氨基-苯硼酸(0.31mmol，化合物F1)，和334mg碳酸钾(2.4mmol)加入到20mL四氢呋喃和3mL水的混合溶剂中，混合物氩气保护下室温下搅拌置换30min。加入6mg四三苯基磷钯(0.005mmol)，氩气保护下室温搅拌5min后，升温至回流反应12h。反应液冷却至室温后加入20mL二氯甲烷萃取三次，合并有机相后用饱和食盐水洗涤三次，无水硫酸钠干燥。减压蒸馏除掉有机溶剂，粗产物用硅胶柱色谱层析分离纯化，洗脱液为二氯甲烷：乙酸乙酯＝10:1，得到107.5mg红色固体为化合物G1，产率：83.3％。
化合物的核磁共振谱图和高分辨质谱数据：1H NMR(600MHz,DMSO-d6)8.63(d,2H,J＝6.6Hz),8.03(s,1H),7.94(d,1H,J＝3.6Hz),7.81(d,1H,J＝3.6Hz),7.71(dd,2H,J＝1.8Hz,J＝4.8Hz),7.60(dd,2H,J＝1.8Hz,J＝6.6Hz),7.47(d,1H,J＝4.2Hz),7.41(d,1H,J＝3.6Hz,),7.36-7.34(m,4H),7.12-7.07(m,6H),6.98(dd,2H,J＝1.8Hz,J＝6.6Hz).13CNMR(150MHz,DMSO-d6)170.6,167.6,166.7,164.7,164.1,158.6,156.1,155.8,151.8,149.7,149.2,148.3,147.3,146.6,146.3,144.7,144.5,143.9,143.8,142.4,141.8,139.7,136.7,122.2.HRMS(ESI):m/z[M]+calcd for C34H23N3S2:537.1333；found537.1340.
本步骤的反应式如下：
Figure BDA0002404274990000081
(4)在50mL圆底烧瓶中加入107.5mg(E)-3-{5-[4-(二苯基氨基)苯基]噻吩-2-}2-[5-(吡啶-4-)噻吩-2-]丙烯腈(0.2mmol，化合物G1),15mL乙腈。然后将0.3mL碘甲烷(化合物H1)加入到上述溶液中并在氩气保护下回流反应12h。冷却至室温后加入乙醚至沉淀不再析出，过滤得到深红色固体并用乙醚洗涤。将固体溶于10mL丙酮中，加入2mL饱和六氟磷酸钾水溶液并搅拌60min。减压蒸馏除掉有机溶剂，加入5mL水溶液，减压过滤得到暗红色固体并用纯水洗涤，真空干燥得到132.5mg固体为化合物I1，产率为95％。
化合物I1的结构表征数据为：1H NMR(600MHz,DMSO-d6)8.89(d,2H,J＝7.2Hz),8.39(d,2H,J＝7.2Hz),8.30(d,1H,J＝3.6Hz),8.08(s,1H),7.89(d,1H,J＝4.2Hz),7.60(dd,2H,J＝2.4Hz,J＝7.2Hz),7.48(dd,2H,J＝4.2Hz,J＝14.8Hz),7.36(dt,4H,J＝1.8Hz,J＝8.4Hz),7.12(dt,2H,J＝1.2Hz,J＝7.8Hz),7.08(dd,4H,J＝1.2Hz,J＝9.0Hz),6.98(dd,2H,J＝2.4Hz,J＝9.0Hz),4.27(s,3H).13C NMR(150MHz,DMSO-d6)147.8,146.6,146.5,145.7,143.2,139.6,136.0,135.7,132.2,130.8,129.8,129.4,126.6,126.0,124.9,124.8,124.1,123.9,122.4,122.2,116.3,104.5,47.0.HRMS(ESI):m/z[M-PF6-]+calcd forC35H26N3S2:552.1563；found 552.1546.
本步骤的反应式如下：
Figure BDA0002404274990000082
实施例2
具有聚集诱导发光性能的化合物BCN-Py-TPA-PF6-Et(化合物I2)的制备方法，本实施例与实施例1相似，区别在于将第(4)步骤中的化合物H1碘甲烷改成碘乙烷(化合物H2)，其合成路线如下：
Figure BDA0002404274990000083
(4)在50mL圆底烧瓶中加入107.5mg(E)-3-{5-[4-(二苯基氨基)苯基]噻吩-2-}2-[5-(吡啶-4-)噻吩-2-]丙烯腈(0.2mmol，化合物G1),15mL乙腈。然后将0.32mL碘乙烷(化合物H2)加入到上述溶液中并在氩气保护下回流反应12h。冷却至室温后加入乙醚至沉淀不再析出，过滤得到深红色固体并用乙醚洗涤。将固体溶于10mL丙酮中，加入2mL饱和六氟磷酸钾水溶液并搅拌60min。减压蒸馏除掉有机溶剂，加入5mL水溶液，减压过滤得到暗红色固体并用纯水洗涤，真空干燥得到127.6mg固体：化合物I2，产率为92％。
化合物I2的结构表征数据为：1H NMR(600MHz,DMSO-d6)8.89(d,2H,J＝7.2Hz),8.39(d,2H,J＝7.2Hz),8.30(d,1H,J＝3.6Hz),8.08(s,1H),7.89(d,1H,J＝4.2Hz),7.59(dd,2H,J＝2.4Hz,J＝7.2Hz),7.47(dd,2H,J＝4.2Hz,J＝14.8Hz),7.36(dt,4H,J＝1.8Hz,J＝8.4Hz),7.11(dt,2H,J＝1.2Hz,J＝7.8Hz),7.08(dd,4H,J＝1.2Hz,J＝9.0Hz),6.99(dd,2H,J＝2.4Hz,J＝9.0Hz),4.45(q,2H,J＝7.2Hz,),1.58(t,3H,J＝7.2Hz,).13C NMR(150MHz,DMSO-d6)147.8,146.5,146.5,145.7,143.1,139.6,136.0,135.8,132.2,130.8,129.8,129.3,126.6,126.0,124.9,124.7,124.1,123.9,122.4,122.2,116.3,104.5,54.5,18.7.HRMS(ESI):m/z[M-PF6-]+calcd for C36H28N3S2:566.1719；found 566.1724.
实施例3
具有聚集诱导发光性能的化合物BCN-Py-TPA-PF6-TMPAQ(化合物I3)的制备方法，本实施例与实施例1相似，区别在于将第(4)步骤中的化合物H1碘甲烷改成3-溴-N，N,N-三甲基丙基胺溴化盐(化合物H3)，其合成路线如下：
Figure BDA0002404274990000091
(4)在50mL圆底烧瓶中加入107.5mg(E)-3-{5-[4-(二苯基氨基)苯基]噻吩-2-}2-[5-(吡啶-4-)噻吩-2-]丙烯腈(0.2mmol，化合物G1),15mL乙腈。然后将520mg 3-溴-N，N,N-三甲基丙基胺溴化盐(化合物H3)加入到上述溶液中并在氩气保护下回流反应12h。冷却至室温后加入乙醚至沉淀不再析出，过滤得到深红色固体并用乙醚洗涤。将固体溶于20mL丙酮中，加入3mL饱和六氟磷酸钾水溶液并搅拌60min。减压蒸馏除掉有机溶剂，加入5mL水溶液，减压过滤得到暗红色固体并用纯水洗涤，真空干燥得到172.8mg固体：化合物I3，产率为92％。
化合物I3的结构表征数据为：1H NMR(600MHz,DMSO-d6)8.87(d,2H,J＝7.2Hz),8.39(d,2H,J＝7.2Hz),8.31(d,1H,J＝3.6Hz),8.06(s,1H),7.89(d,1H,J＝4.2Hz),7.60(dd,2H,J＝2.4Hz,J＝7.2Hz),7.49(dd,2H,J＝4.2Hz,J＝14.8Hz),7.37(dt,4H,J＝1.8Hz,J＝8.4Hz),7.12(dt,2H,J＝1.2Hz,J＝7.8Hz),7.07(dd,4H,J＝1.2Hz,J＝9.0Hz),6.99(dd,2H,J＝2.4Hz,J＝9.0Hz),4.60(t,J＝7.8Hz,2H),3.52–3.56(m,2H),3.20(s,9H),2.51(t,2H，J＝7.8Hz,2H).13C NMR(150MHz,DMSO-d6)147.7,146.6,146.4,145.7,143.3,139.6,136.1,135.7,132.2,130.6,129.8,129.3,126.6,126.0,124.8,124.8,124.2,123.9,122.3,122.2,116.2,104.5,61.77,56.32,52.42,24.18.HRMS(ESI):m/z[M-2PF6-]2+calcdfor C40H38N4S2:638.2527；found 638.2534.
实施例4
具有聚集诱导发光性能的化合物BCN-Py-OMeTPA-PF6(化合物I4)的制备方法，实施例与实施例1相似，区别在于将第(3)步骤中的化合物F1改成4-双(4-甲氧基苯基)氨基-苯硼酸(化合物F4)，实验步骤如下：
(3)将90mg(E)-3-(5-溴噻吩-2-)-2-(5-(吡啶-4-)噻吩-2-)丙烯腈(0.24mmol，化合物E1)，108.3mg 4-双(4-甲氧基苯基)氨基-苯硼酸(0.31mmol，化合物F4)，和334mg碳酸钾(2.4mmol)加入到20mL四氢呋喃和3mL水的混合溶剂中，混合物氩气保护下室温下搅拌置换30min。加入6mg四三苯基磷钯(0.005mmol)，氩气保护下室温搅拌10min后，升温至回流反应12h。反应液冷却至室温后加入20mL二氯甲烷萃取三次，合并有机相后用饱和食盐水洗涤三次，无水硫酸钠干燥。减压蒸馏除掉有机溶剂，粗产物用硅胶柱色谱层析分离纯化，洗脱液为二氯甲烷：乙酸乙酯＝10:1，得到107.6mg红色固体为化合物G4，产率：75％。
本步骤的反应式如下：
Figure BDA0002404274990000101
(4)在50mL圆底烧瓶中加入119.6mg(E)-3-{5-[4-双(4-甲氧基苯基氨基)-苯基]噻吩-2-}2-[5-(吡啶-4-)噻吩-2-]丙烯腈(0.2mmol，化合物G4),20mL乙腈。然后将0.3mL碘甲烷(化合物H1)加入到上述溶液中并在氩气保护下回流反应8h。冷却至室温后加入乙醚至沉淀不再析出，过滤得到深红色固体并用乙醚洗涤。将固体溶于20mL丙酮中，加入3mL饱和六氟磷酸钾水溶液并搅拌60min。减压蒸馏除掉有机溶剂，加入5mL水溶液，减压过滤得到暗红色固体并用纯水洗涤，真空干燥得到145mg固体：化合物I4，产率为98％。
本步骤的反应式如下：
Figure BDA0002404274990000102
化合物I4的结构表征数据为：1H NMR(600MHz,DMSO-d6)8.86(d,2H,J＝7.2Hz),8.28(d,2H,J＝7.2Hz),8.35(d,1H,J＝3.6Hz),8.14(s,1H),7.80(d,1H,J＝4.2Hz),7.56(dd,2H,J＝2.4Hz,J＝7.2Hz),7.35(dd,2H,J＝4.2Hz,J＝14.8Hz),7.28(dt,4H,J＝1.8Hz,J＝8.4Hz),7.08(dt,2H,J＝1.2Hz,J＝7.8Hz),7.00(dd,4H,J＝1.2Hz,J＝9.0Hz),6.90(dd,2H,J＝2.4Hz,J＝9.0Hz),4.25(s,3H),3.59(s,6H).13C NMR(150MHz,DMSO-d6)147.5,146.3,146.1,145.9,143.5,139.2,136.0,135.8,133.0,130.3,129.8,129.1,127.0,126.0,125.0,124.8,124.2,124.0,122.7,122.0,116.8,105.0,46.0,36.8.HRMS(ESI):m/z[M]+calcd for C37H30N3O2S2:612.1774；found 612.1768.
实施例5
具有聚集诱导发光性能的化合物BCN-Py-TPE-PF6(化合物I5)的制备方法，实施例与实施例1类似，区别在于将第(3)步骤中的化合物F1改成四苯乙烯频哪醇硼酸酯(化合物F5)，实验步骤如下：
(3)将90mg(E)-3-(5-溴噻吩-2-)-2-(5-(吡啶-4-)噻吩-2-)丙烯腈(0.24mmol，化合物E1)，142.1mg四苯乙烯频哪醇硼酸酯(0.31mmol，化合物F5)，和254.2mg碳酸钠(2.4mmol)加入到20mL甲苯和2mL乙醇和1mL水的混合溶剂中，混合物氩气保护下室温下搅拌置换30min。加入6mg四三苯基磷钯(0.005mmol)，氩气保护下室温搅拌5min后，升温至回流反应12h。反应液冷却至室温后加入20mL二氯甲烷萃取三次，合并有机相后用饱和食盐水洗涤三次，无水硫酸钠干燥。减压蒸馏除掉有机溶剂，粗产物用硅胶柱色谱层析分离纯化，洗脱液为二氯甲烷：乙酸乙酯＝10:1，得到67.5mg红色固体为化合物G5，产率：45％。
本步骤的反应式如下：
Figure BDA0002404274990000111
(2)在50mL圆底烧瓶中加入107.6mg化合物G5(0.2mmol),15mL乙腈。然后将0.3mL碘甲烷加入到上述溶液中并在氩气保护下回流反应12h。冷却至室温后加入乙醚至沉淀不再析出，过滤得到深红色固体并用乙醚洗涤。将固体溶于10mL丙酮中，加入2mL饱和六氟磷酸钾水溶液并搅拌60min。减压蒸馏除掉有机溶剂，加入5mL水溶液，减压过滤得到暗红色固体并用纯水洗涤，真空干燥得到149.1mg固体为化合物I5，产率为95％。
本步骤的反应式如下：
Figure BDA0002404274990000121
化合物I5的结构表征数据为：1H NMR(600MHz,DMSO-d6)8.73(d,2H,J＝7.2Hz),8.31(d,2H,J＝7.2Hz),8.28(d,1H,J＝4.2Hz),8.11(s,1H),7.85(d,1H,J＝4.2Hz),7.43(d,2H,J＝8.4Hz),7.32(d,2H,J＝7.8Hz),7.18-7.09(m,8H),7.03-6.97(m,7H),6.96-6.87(m,2H),4.25(s,3H).ESI-MS,m/z[M]+:639.35.
实施例6
具有聚集诱导发光性能的化合物BCN-Py-PAD-PF6(化合物I6)的制备方法，实施例与实施例1相似，区别在于将第(3)步骤中的化合物F1改成9,9-二甲基-10苯基-9,10-二氢吖啶频哪醇硼酸酯(化合物F6)，实验步骤如下：
(1)将90mg(E)-3-(5-溴噻吩-2-)-2-(5-(吡啶-4-)噻吩-2-)丙烯腈(0.24mmol，化合物E1)，127.5mg 9,9-二甲基-10苯基-9,10-二氢吖啶频哪醇硼酸酯(0.31mmol，化合物F6)，254.2mg碳酸钠(2.4mmol)加入到20mL甲苯和2mL乙醇和1mL水的混合溶剂中，混合物氩气保护下室温下搅拌置换30min。加入6mg四三苯基磷钯(0.005mmol)，氩气保护下室温搅拌30min后，升温至回流反应12h。反应液冷却至室温后加入20mL二氯甲烷萃取三次，合并有机相后用饱和食盐水洗涤三次，无水硫酸钠干燥。减压蒸馏除掉有机溶剂，粗产物用硅胶柱色谱层析分离纯化，洗脱液为二氯甲烷：乙酸乙酯＝10:1，得到106mg黄色固体为化合物G6，产率：76.5％。
本步骤的反应式如下：
Figure BDA0002404274990000122
(4)在50mL圆底烧瓶中加入107.5mg(E)-2-{5-[4-(9,9-二甲基吖啶-10(9H)-苯基]噻吩-2-}3-[5-(吡啶-4-)噻吩-2-]丙烯腈(0.2mmol，化合物G6),15mL乙腈。然后将0.3mL碘甲烷(化合物H1)加入到上述溶液中并在氩气保护下回流反应8h。冷却至室温后加入乙醚至沉淀不再析出，过滤得到深红色固体并用乙醚洗涤。将固体溶于10mL丙酮中，加入2mL饱和六氟磷酸钾水溶液并搅拌60min。减压蒸馏除掉有机溶剂，加入5mL水溶液，减压过滤得到暗红色固体并用纯水洗涤，真空干燥得到132.6mg固体为化合物I6，产率为90％。
本步骤的反应式如下：
Figure BDA0002404274990000131
化合物I6的结构表征数据为：1H NMR(600MHz,DMSO-d6)8.92(d,2H,J＝7.2Hz),8.47(d,2H,J＝7.2Hz),8.33(d,1H,J＝3.6Hz),8.10(s,1H),7.90(d,1H,J＝4.8Hz),7.64(dd,2H,J＝2.4Hz,J＝7.2Hz),7.50(dd,2H,J＝4.8Hz,J＝9.0Hz),7.33(d,4H,J＝8.4Hz),7.08(dd,2H,J＝2.4Hz,J＝7.8Hz),7.03(d,2H,J＝9.0Hz),6.94(d,2H,J＝8.4Hz),4.29(s,3H),1.81(s,6H).ESI-MS m/z[M]+:591.45.
试验例
以本发明实施例1的检测结果为例对本发明制得化合物进行说明，其他实施例由于与实施例1的实验结果反应的情况相同，因此不再一一罗列。
1、在DMSO溶液中的紫外-可见吸收光谱
对实施例1制备的化合物BCN-Py-TPA-PF6在DMSO中的紫外-可见吸收光谱进行测试。如图2所示，在DMSO溶液中BCN-Py-TPA-PF6的最大吸收在512nm。
2、在DMSO与甲苯混合体系中的发射光谱和相对荧光强度测试
对实施例1制备的化合物BCN-Py-TPA-PF6在DMSO与甲苯混合体系中的发射光谱和相对荧光强度测试。从而在不同比例的DMSO/甲苯混合物中对BCN-Py-TPA-PF6的AIE性能进行了评价。用甲苯和DMSO配制甲苯含量从0％到100％的不同比例的混合溶液各3mL于EP管中，移液枪准确加入6μLBCN-Py-TPA-PF6储存液(5mmol/L)于不同比例的甲苯/DMSO混合体系中，最终化合物浓度为10μM。分别在Duetta荧光光谱仪进行荧光测试。如图3和图4所示，在DMSO溶液中几乎不发射，主要是因为分子转子的旋转运动消耗激发态分子能量，增加非辐射衰变率，导致荧光不发射。随着溶液混合物中甲苯含量的增加，由于聚集体形成后旋转运动受到限制，发射逐渐增强。在720nm处，BCN-Py-TPA-PF6的聚集体具有很强的发射性，发射强度提高了90倍。该实验明确的证明了BCN-Py-TPA-PF6近红外发射的AIE特性。
3、在99％甲苯溶剂中的粒径分布
实施例1制备的化合物BCN-Py-TPA-PF6在99％甲苯溶剂中粒径分布情况如图5所示，从图5可以看出，实施例1制得的具有聚集诱导发光性能的化合物其粒径主要集中在120nm左右。
4、在甘油与乙二醇混合体系中的发射光谱和相对荧光强度测试
实施例1制备的化合物BCN-Py-TPA-PF6在甘油与乙二醇混合体系中的发射光谱和相对荧光强度测试。用甘油和乙二醇配制甘油含量从0％到100％的不同比例的混合溶液各3mL于EP管中，移液枪准确加入6μLBCN-Py-TPA-PF6储存液(5mmol/L)于不同比例的甘油与乙二醇混合体系中，最终化合物浓度为10μM。分别在Duetta荧光光谱仪进行荧光测试。BCN-Py-TPA-PF6的λex为512nm。在不同比例的甘油与乙二醇混合体系中对BCN-Py-TPA-PF6的粘度响应进行了评价。如图6和图7所示，随着甘油含量的增加，BCN-Py-TPA-PF6的发射有明显的增强，证明通过调节溶液粘度可以抑制分子的振动导致的非辐射能量耗散。
5、荧光量子产率测试
实施例1制备的化合物BCN-Py-TPA-PF6的荧光量子产率测试。测试BCN-Py-TPA-PF6在不同溶剂(DMSO、甲苯、PBS)中的荧光量子产率。选择甲酚紫作为标准对照，根据公式：
Φ样品＝Φ标准×A标准/A样品×F样品/F标准×(n样品/n标准)2
其中，Φ为荧光量子产率；A为在激发波长处的吸光度；F为激发波长处激发后的积分荧光面积；n是溶剂的折射率。
测试BCN-Py-TPA-PF6在ΦDMSO和ΦPBS分别为0.11％、0.12％，而在Φ甲苯上升为10.31％。表明其具有显著的AIE特性，并且其相当高的荧光量子产率有利于用于生物成像。
6、对不同癌细胞或正常细胞的激光共聚焦成像实验
实施例1制备的化合物BCN-Py-TPA-PF6对不同癌细胞或正常细胞的激光共聚焦成像实验。实验方法：细胞在含有10％胎牛血清，1％双抗(青霉素100kU/L，链霉素100kU/L)的DMEM培养基中，置于37℃，5％CO2培养箱中培养。共聚焦成像时，细胞被移植到共聚焦小皿中孵化24h。细胞在含2.5μM BCN-Py-TPA-PF6的培养基中室温培养10min后进行激光共聚焦成像。BCN-Py-TPA-PF6的λex：561nm，λem：620-720nm。
探究BCN-Py-TPA-PF6对在不同癌细胞(HepG2肝癌细胞；MDA-MB-231乳腺癌细胞；Hela宫颈癌细胞)和正常细胞(HFF人包皮成纤维细胞；NIH3T3小鼠胚胎成纤维细胞；RAW264.7小鼠单核巨噬细胞)的共聚焦成像。如图8所示，BCN-Py-TPA-PF6在这几种细胞的细胞膜都发出明显红光，而细胞其它区域没有明显得到荧光。该实验说明BCN-Py-TPA-PF6对细胞膜有靶向性荧光成像的潜力。
7、活性氧检测
实施例1制备的化合物BCN-Py-TPA-PF6的活性氧检测。将2,7-二氯二氢荧光素二乙酸酯(H2DCF-DA)作为活性氧(ROS)检测探针，测试BCN-Py-TPA-PF6在溶液中的ROS产生情况。为了把H2DCF-DA转换为2,7-二氯二氢荧光素(H2DCF)，在1mL的10mM NaOH的水溶液中加入0.25mL的1mM的H2DCF-DA的乙醇溶液，然后在室温搅拌30min。再用5mLPBS溶液(pH 7.4)调节溶液酸碱度，得到的溶液冷冻储存备用。将BCN-Py-TPA-PF6的DMSO溶液加入到上述溶液中，最终它们的浓度都为10μM LED白光(5mW/cm2)照射，每隔2s测试一次溶液的荧光强度。(λex：488nm)。2,7-二氯二氢荧光素二乙酸酯(H2DCF-DA)作为检测BCN-Py-TPA-PF6活性氧(ROS)的检测探针。如图9所示，在LED白光照射下，随着光照时间的延长，在525nm处的荧光强度逐渐增加，在60S内，其荧光强度增加了64倍。实验表明，在低功率的LED白光照射下，BCN-Py-TPA-PF6能够有效并快速的产生ROS。
8、细胞光致毒性实验
实施例1制备的化合物BCN-Py-TPA-PF6的对细胞光致毒性实验(MTT法)。
实验方法为：取处于对数生长期的生长状态良好的细胞，以胰蛋白酶进行消化处理后，于离心机中离心使细胞沉降，吸弃上层清液，以完全培养基重新悬浮细胞，并稀释细胞悬浮液至50,000个细胞/mL。取96孔板，每孔加入100μL上述细胞悬浮液，使得每孔中细胞数量为5000个左右，继续将孔板置于37℃，5％CO2的细胞培养箱中培养24h，使悬浮细胞重新贴壁，并使细胞密度大约为80％。随后培养液换成100μL的新鲜含不同浓度的BCN-Py-TPA-PF6的培养基(99％DMEM培养基和1％DMSO)，保持探针的浓度在0-10μM。随后分别以LED白光(5W)辐照不同时间后,重新将细胞置于37℃，5％CO2的培养箱中培养至24h，弃去原培养液，每孔加入20μL含5mg/mL MTT的培养基与100μL培养基，继续培养4h。用移液枪小心吸净孔中的培养基，加入150μL DMSO完全溶解活细胞与MTT产生的紫色甲瓒结晶。用酶标仪测定每孔在490nm处的吸光值OD490nm。细胞相对存活率计算公式如下：
细胞存活率(％)＝(OD490nm样品/OD490nm对照)×100％
其中，OD的测量值为3个平行样品测得的平均值，结果表示为平均值(M)±标准偏差(SD)。对照组为不加探针，只有细胞。
(1)实施例1制备的化合物BCN-Py-TPA-PF6对癌细胞光致毒性测试。
通过标准MTT法对BCN-Py-TPA-PF6在癌细胞Huh-7、HeLa、4T1、MCF-7、HepG2上进行光动力治疗(PDT)评价。如图10-14所示，BCN-Py-TPA-PF6在黑暗条件下具有较低的细胞毒性，表明它们具有良好的生物相容性，这是PDT光敏剂的基本特性之一。在白光照射下表现出明显的剂量依赖性和时间依赖性细胞活力。如图10所示，用10μM BCN-Py-TPA-PF6在黑暗中孵育癌细胞24h后，Huh-7细胞的存活率约为86.1％，白光照射10min、30min和60min后，细胞存活率分别下降到55.3％、41.8％、18.8％。此外，BCN-Py-TPA-PF6对HeLa、4T1、MCF-7、HepG2等多种肿瘤细胞表现出有效的光动力治疗效果依次如图11-14所示。尤其是BCN-Py-TPA-PF6对HeLa细胞的光动力消融显著，经10μM BCN-Py-TPA-PF6孵育后，有95.7％HeLa细胞在黑暗中存活，在60min白光照射后，能引起几乎完全的细胞死亡，仅保留9.5％的细胞活力。这些结果表明，BCN-Py-TPA-PF6对肿瘤细胞的PDT途径具有很强的杀伤作用。
(2)实施例1制备的化合物BCN-Py-TPA-PF6对正常细胞光致毒性测试。
通过标准MTT法对BCN-Py-TPA-PF6在正常细胞上进行光动力治疗(PDT)评价。如图14-16所示，在黑暗条件下，BCN-Py-TPA-PF6对正常细胞HEK-293T、NIH-3T3、Raw264.7(依次对应图15、16、17)都具有较低的细胞毒性，随着光照时间的延长对正常细胞的存活率并没有影响，测试的三种正常细胞存活率都高于80％，表明对正常细胞具生物相容性良好，光致毒性不明显。
由此可以说明，实施例1制备的化合物BCN-Py-TPA-PF6对癌细胞选择性的光致毒性，体现了本发明的细胞膜靶向型的光敏剂具有优异的光动力效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有聚集诱导发光性能的化合物，其特征在于，其具有如下化学结构式：
Figure FDA0002404274980000011
其中：
R1为
Figure FDA0002404274980000012
Figure FDA0002404274980000013
R2为C1-C12烷基、
Figure FDA0002404274980000014
n＝0～10；
X为O、S或Se；
Y-为Cl-、Br-、I-、PF6 -、PF4 -、CH3COO-或CF3COO-。
2.根据权利要求1所述的具有聚集诱导发光性能的化合物的制备方法，其特征在于，其通过制备E-2,3-双(5-溴噻吩)丙烯腈、E-2,3-双(5-溴呋喃)丙烯腈或E-2,3-双(5-溴硒酚)丙烯腈作为分子结构骨架然后改变分子结构骨架上R1位的给电子基团和R2位的烷基链长来合成得到。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，其包括以下具体步骤：
(1)将化合物A、化合物B以及碱按照1:(1～1.5):(1～5)的摩尔比加入至醇溶剂中，在室温下搅拌反应直至固体产物不再增加，然后过滤、洗涤和干燥固体产物，得到化合物C；
其中：
所述化合物A为(5-溴-2-噻吩)-乙腈，化合物B为5-溴噻吩-2-甲醛，化合物C为E-2,3-双(5-溴噻吩)丙烯腈；
或者，所述化合物A为(5-溴-2-呋喃)-乙腈，化合物B为5-溴呋喃-2-甲醛，化合物C为E-2,3-双(5-溴呋喃)丙烯腈；
或者，所述化合物A为(5-溴-2-硒酚)-乙腈，化合物B为5-溴硒酚-2-甲醛，化合物C为E-2,3-双(5-溴硒酚)丙烯腈；
(2)将所述化合物C、化合物D、钯催化剂和无机碱按照1:(1.3～3):(0.02～0.1):(3～30)的摩尔比加入至第一混合溶剂中，加热回流直至反应完全，化合物D为4-吡啶硼酸；然后用萃取剂萃取反应产物得到有机相，将所述有机相依次用水和饱和食盐水洗涤后用干燥剂干燥，再减压蒸馏除掉有机溶剂，将得到的粗产物用硅胶柱层析分离纯化，得到化合物E；
(3)所述化合物E、化合物F、钯催化剂和无机碱按照1:(1.3～3):(0.02～0.1):(3～30)的摩尔比加入至所述第一混合溶剂中，加热回流直至反应完全，化合物F为芳基硼酸或芳基硼酸酯；然后用萃取剂萃取反应产物得到有机相，将所述有机相依次用水和饱和食盐水洗涤后用干燥剂干燥，再减压蒸馏除掉有机溶剂，将得到的粗产物用硅胶柱层析分离纯化，得到化合物G；
(4)将所述化合物G和化合物H按照1:(3～30)的摩尔比加入到乙腈或甲苯中，回流搅拌至反应完全，化合物H为卤代烷烃或磺酸内酯；然后，加入乙醚析出沉淀直至沉淀不再析出，过滤得固体产物，向所述固体产物中加入第二混合溶剂并在室温下搅拌至反应完全，减压蒸馏除掉溶剂，将得到的固体产物用水洗涤、减压过滤和干燥，用硅胶柱层析分离纯化，得到化合物I，即具有聚集诱导发光性能的化合物。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述醇溶剂为甲醇、乙醇和异丙醇中的一种或几种组合；所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、乙醇钠或叔丁醇钠。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)和步骤(3)中：所述钯催化剂为四(三苯基磷)钯、二(三苯基磷)氯化钯、[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯、三(二亚苄基丙酮)二钯或醋酸钯；所述无机碱为碳酸钠、碳酸钾碳酸铯、磷酸钾或氢氧化钡。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)和步骤(3)中：所述萃取剂为二氯甲烷、乙酸乙酯或氯仿；所述干燥剂为无水硫酸钠、无水氯化钙、无水氯化镁或无水硫酸镁。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第一混合溶剂是体积比为(10～5):1的四氢呋喃和水，或者是体积比为(10～6):1:1的甲苯、乙醇和水，或者是体积比为(10～5):1的二氧六环和水。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第二混合溶剂是体积比为(30～5):1的丙酮和水。
9.根据权利要求1所述的具有聚集诱导发光性能的化合物在细胞膜标记荧光成像中的应用。
10.根据权利要求1所述的具有聚集诱导发光性能的化合物在制备细胞膜靶向光敏剂中的应用。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113135933A (zh) * 2021-04-06 2021-07-20 山西大学 一种基于噻吩并[3,4-b]噻吩的聚集诱导发光材料及制备方法和应用
CN114349736A (zh) * 2020-10-13 2022-04-15 香港科技大学 一种化合物及其应用
CN114989189A (zh) * 2022-06-06 2022-09-02 西南交通大学 一种具有聚集诱导发光性能的化合物及其制备方法和应用
CN115029324A (zh) * 2022-07-08 2022-09-09 西南交通大学 一种噬菌体的荧光共价标记方法、具有荧光标记的噬菌体及其应用
CN115385851A (zh) * 2022-07-21 2022-11-25 华东理工大学 具有不对称二乙腈基结构的近红外聚集诱导发光型超高效光敏剂、制备方法及应用
CN116768874A (zh) * 2023-05-10 2023-09-19 华南理工大学 一种基于苯并吲哚的i型aie光敏剂及其制备方法和应用
WO2023216122A1 (zh) * 2022-05-10 2023-11-16 华南理工大学 一类具有聚集诱导发光性能的单线态氧型光敏剂材料及其制备方法与应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107501170A (zh) * 2017-08-17 2017-12-22 陕西师范大学 一类光谱可调的聚集诱导发光型荧光材料及其制备方法和应用
WO2019080868A1 (en) * 2017-10-24 2019-05-02 The Hong Kong University Of Science And Technology WATER-SOLUBLE COMPOUNDS HAVING EMISSION CHARACTERISTICS INDUCED BY AGGREGATION
CN110790698A (zh) * 2019-08-23 2020-02-14 深圳大学 一种深红/近红外多功能聚集诱导发光材料及其制备方法和应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107501170A (zh) * 2017-08-17 2017-12-22 陕西师范大学 一类光谱可调的聚集诱导发光型荧光材料及其制备方法和应用
WO2019080868A1 (en) * 2017-10-24 2019-05-02 The Hong Kong University Of Science And Technology WATER-SOLUBLE COMPOUNDS HAVING EMISSION CHARACTERISTICS INDUCED BY AGGREGATION
CN110790698A (zh) * 2019-08-23 2020-02-14 深圳大学 一种深红/近红外多功能聚集诱导发光材料及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HYEONG-JU KIM ET AL.: "Light-Harvesting Fluorescent Supramolecular Block Copolymers Based on Cyanostilbene Derivatives and Cucurbit[8]urils in Aqueous Solution", 《ADV. FUNCT. MATER.》 *
WENHAN XU ET AL.: "Facile synthesis of AIEgens with wide color tunability for cellular imaging and therapy", 《CHEMICAL SCIENCE》 *
许敏等: "聚集诱导发光分子在光动力治疗中的研究进展", 《分析测试学报》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114349736A (zh) * 2020-10-13 2022-04-15 香港科技大学 一种化合物及其应用
CN113135933A (zh) * 2021-04-06 2021-07-20 山西大学 一种基于噻吩并[3,4-b]噻吩的聚集诱导发光材料及制备方法和应用
WO2023216122A1 (zh) * 2022-05-10 2023-11-16 华南理工大学 一类具有聚集诱导发光性能的单线态氧型光敏剂材料及其制备方法与应用
CN114989189A (zh) * 2022-06-06 2022-09-02 西南交通大学 一种具有聚集诱导发光性能的化合物及其制备方法和应用
CN114989189B (zh) * 2022-06-06 2023-09-26 西南交通大学 一种具有聚集诱导发光性能的化合物及其制备方法和应用
CN115029324A (zh) * 2022-07-08 2022-09-09 西南交通大学 一种噬菌体的荧光共价标记方法、具有荧光标记的噬菌体及其应用
CN115029324B (zh) * 2022-07-08 2023-06-06 西南交通大学 一种噬菌体的荧光共价标记方法、具有荧光标记的噬菌体及其应用
CN115385851A (zh) * 2022-07-21 2022-11-25 华东理工大学 具有不对称二乙腈基结构的近红外聚集诱导发光型超高效光敏剂、制备方法及应用
CN116768874A (zh) * 2023-05-10 2023-09-19 华南理工大学 一种基于苯并吲哚的i型aie光敏剂及其制备方法和应用

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