CN114591730B - 一种单一组分近红外余辉成像纳米探针及其制备方法 - Google Patents

一种单一组分近红外余辉成像纳米探针及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种单一组分近红外余辉成像纳米探针及其制备方法，该纳米探针是由聚苯撑乙烯(PPV)作为主链，并在侧链修饰有不同比例的聚乙二醇(PEG)和5,10,15,20‑四(4‑羟基苯基)卟啉后形成的。该探针可在水中自组装形成纳米粒子，粒径在10‑100纳米。在白光照射下，PPV和5,10,15,20‑四(4‑羟基苯基)卟啉产生单线态氧，单线态氧能够氧化PPV主链，形成二氧杂环丁烷中间体，该中间体随后断裂释放出化学能，激发PPV发光，随后通过荧光共振能量转移将能量传递给5,10,15,20‑四(4‑羟基苯基)卟啉，最终发出近红外余辉信号，实现余辉成像。

Description

一种单一组分近红外余辉成像纳米探针及其制备方法
技术领域
本发明属于生物成像技术领域，具体涉及一种单一组分近红外余辉成像纳米探针及其制备方法。
背景技术
长期以来，癌症一直是威胁人类生命健康的主要疾病之一，世界范围内的发病率与致死率常年居高不下。研究显示，早期诊断对于癌症病人的生存率具有重要的提升作用，因此，开发癌症早期诊断技术具有重要的临床意义。相比于传统的诊断手段例如CT、磁共振成像等，光学成像因具有较高的灵敏度，在癌症早期诊断方面能够发挥重要的作用。
光学成像是一种新兴的生物医学成像手段，其具有安全性好、成本低、灵敏度高、时空分辨率高等优点，具有巨大的应用前景。目前，两种常见的光学成像手段是荧光成像与光声成像，这两种成像方式已经在浅表性肿瘤成像以及手术导航等领域发挥了重要的作用。不过，荧光与光声成像依然面临着一些问题，无论是荧光还是光声成像，在成像过程中均需要实时的光激发。因此，其生物背景信号干扰难以消除，极大的影响了他们的成像信噪比与灵敏度。为了进一步提升成像的灵敏度，开发无需实时光激发的光学成像模式是很好的选择。目前，化学发光成像与余辉成像是两种研究最多的无需实时激发的成像模式。化学发光成像是利用化学反应产生的能量激发染料分子发光，而余辉成像则是利用光事先对探针进行激发，随后通过探针超长的发光时间实现无实时激发的成像模式。这两种成像模式均具有更高的灵敏度以及组织穿透深度。
目前，越来越多的光学成像探针被设计用于肿瘤成像，取得了很好的诊断效果。其中，纳米探针因具有多功能性和肿瘤靶向能力，渐渐受到了研究人员的重视。大量的基于荧光、光声、化学发光与余辉成像的纳米探针被设计与合成，并用于肿瘤成像，具有巨大的应用潜力。
其中，基于聚苯撑乙烯(PPV)的余辉成像探针由于其纯有机的结构以及超长的发光时间引起了本领域技术人员的关注。其成像原理为：首先通过光激发体系中的光敏剂或PPV产生单线态氧，单线态氧会和PPV中的双键反应生成二氧杂环丁烷中间体，该中间体随后分解释放出化学能并传递给体系中的PPV，随后PPV发出余辉信号或再将能量传递给近红外染料发出近红外光信号。虽然该体系可以较好的实现近红外余辉成像，但是该体系是由多个组分通过纳米沉淀法制备得到的纳米粒子组成，在生物体内可能会面临解离等问题。相比而言，如设计出能够在水中自组装形成纳米粒子的通过共价键修饰的两亲性聚合物，将具有更好的稳定性以及肿瘤富集能力。因此，开发此类纳米探针在生物成像领域具有更好的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于克服现有PPV基探针易解离的问题，提出一种单一组分的余辉成像纳米探针，该纳米探针在白光照射后能发射出近红外余辉信号。由于将亲水性聚乙二醇(PEG)和卟啉光敏剂修饰在PPV侧链，该探针具有单一的组分和稳定的结构，可在水中直接自组装成纳米粒子。利用这种纳米探针，可以实现肿瘤以及淋巴结的高灵敏成像。
本发明的具体技术方案为：一种单一组分近红外余辉成像纳米探针，该纳米探针是以聚苯撑乙烯(PPV)作为主链，并在PPV侧链修饰有不同比例的聚乙二醇(PEG)和5,10,15,20-四(4-羟基苯基)卟啉，其结构式如下：
其中，x:y＝0.01～0.1，x、y＝5～10000，n＝11～220，其中连接两个PPV片段的r表示两片段随机共聚。
进一步地，PPV部分的摩尔质量为1000～50000g/mol，PEG部分的摩尔质量为500～10000g/mol；PEG和5,10,15,20-四(4-羟基苯基)卟啉的摩尔比为0.1～0.99:1。
进一步地，该纳米探针在水中会自组装成纳米粒子，粒径在10～100纳米。
进一步地，该纳米探针在白光照射0.1～10分钟后会发出波长在650nm以上的近红外余光信号，且在光源关闭后，发光过程仍可持续，实现余辉成像。
上述单一组分近红外余辉成像纳米探针的制备方法如下，具体包括如下步骤：
步骤1：将5,10,15,20-四(4-羟基苯基)卟啉、碱与二甲亚砜加入到反应烧瓶中，密封，抽真空，充惰性气体保护，搅拌活化，加入溴丙炔的甲苯溶液，搅拌反应；反应结束后加入去离子水，萃取，收集有机相，干燥除水，粗产物提纯，在浓缩产物中加入热乙酸乙酯溶解产物固体达到饱和状态，并在冷二氯甲烷中沉降，收集固体用适量冷二氯甲烷洗涤，干燥后得到紫色固体粉末，记为TPP-alkyne；
步骤2：将一定量的TPP-alkyne、无水醋酸锌、氯仿与甲醇加入到反应烧瓶中，常温搅拌反应，反应结束后旋干反应溶剂，加入二氯甲烷溶解，洗涤，收集有机相后干燥除水，除去二氯甲烷并加入热乙酸乙酯溶解产物达到饱和状态，在冷二氯甲烷中沉降，收集固体用冷二氯甲烷洗涤，干燥后得到紫色固体粉末，记为ZnTPP-alkyne；
步骤3：将PPV-N3、ZnTPP-alkyne、甲氧基聚乙二醇炔基(PEG-alkyne)、溴化亚铜、N,N,N',N”,N”-五甲基二乙烯三胺(PMDETA)和四氢呋喃加入反应烧瓶中，惰性气体保护下进行常温反应，反应结束后滤去不溶沉淀，除去四氢呋喃后加入去离子水，透析除去杂质，冻干后所得物质记为ZnTPP-PPV-PEG；
其中，PPV-N3是侧链修饰叠氮基团的PPV，PPV-N3的结构式如下：
其中，n＝10～10000；
步骤4：将ZnTPP-PPV-PEG、二氯甲烷与甲醇加入到反应烧瓶中，加入浓盐酸，室温搅拌反应，反应结束后旋干反应溶剂再加入二氯甲烷溶解，洗涤，收集有机相后干燥除水，除去二氯甲烷并加入去离子水，透析冻干后得到产物，记为TPP-PPV-PEG；
步骤5：将TPP-PPV-PEG溶于水中，辅以超声，所得溶液用滤膜过滤，即得到所需的纳米探针。
进一步地，步骤1中，5,10,15,20-四(4-羟基苯基)卟啉与溴丙炔的摩尔比为0.5～1.5:1，所用碱为碳酸钾，碳酸钠或三乙胺。
进一步地，步骤2中，TPP-alkyne与无水醋酸锌的摩尔比为0.05～1:1，氯仿与甲醇体积比为0.5～2:1。
进一步地，步骤3中，PPV-N3、ZnTPP-alkyne和PEG-alkyne的摩尔比为1:0.01～0.1:0.9～0.99。
进一步地，步骤4中，ZnTPP-PPV-PEG与浓盐酸的摩尔比为0.01～1:1，二氯甲烷与甲醇体积比为0.5～2:1。
进一步地，步骤5中，TPP-PPV-PEG与水的质量体积比为1～5mg:1～20mL。
相比于现有技术，本发明具有如下优点：
1.本申请公开的以PPV共轭聚合物为主链、以PEG以及5,10,15,20-四(4-羟基苯基)卟啉为修饰侧链的纳米探针具有单一的组分和稳定的结构，所有组分均通过共价键相互连接，可在水中自组装成纳米粒子并具有良好的稳定性与肿瘤富集能力，在生物体内不会出现解离等问题；
2.本申请公开的单一组分余辉成像纳米探针在白光照射条件下，PPV以及5,10,15,20-四(4-羟基苯基)卟啉能够产生单线态氧，产生的单线态氧与PPV结构中的双键反应，形成二氧杂环丁烷中间体，该中间体随后分解释放出化学能，释放的化学能首先传递给体系中的PPV，随后通过荧光共振能量转移传递给5,10,15,20-四(4-羟基苯基)卟啉，最终发射出波长大于650纳米的近红外光，且在外加光源关闭之后依然能进行，发光过程可持续数分钟，实现余辉成像，因而可用于肿瘤和淋巴结的高灵敏成像。
附图说明
图1为实施例一制得的单一组分余辉成像纳米探针在氘代氯仿中的核磁共振氢谱图；
图2为实施例一制得的单一组分余辉成像纳米探针在水溶液中的水合粒径分布图；
图3为实施例一制得的单一组分余辉成像纳米探针在水溶液中的吸收光谱图；
图4为实施例一制得的单一组分余辉成像纳米探针在水溶液中的荧光光谱图；
图5为实施例一制得的单一组分余辉成像纳米探针在无光照以及光照(30秒)后切断光源10秒后的余辉信号强度图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
实施例一
(1)取100mg 5,10,15,20-四(4-羟基苯基)卟啉、204mg碳酸钾与18mL二甲亚砜加入到单口反应烧瓶中，将装置密封，抽真空后再充氮气保护；50℃下搅拌活化20min，之后再加入17μL溴丙炔的甲苯溶液，50℃搅拌反应8h，反应结束后待反应体系冷却至室温后加入200mL去离子水稀释反应母液，并使用50mL乙酸乙酯萃取水相三次，收集有机相后加入适量无水硫酸钠干燥除水12h，干燥结束后除去硫酸钠固体和乙酸乙酯，粗产物通过硅胶色谱柱提纯，浓缩产物后加入适量热乙酸乙酯溶解产物固体达到饱和状态，并在适量冷二氯甲烷中沉降，收集沉降出的固体用适量冷二氯甲烷洗涤沉淀物三遍，干燥后得到紫色固体粉末产物，记为TPP-alkyne。
(2)取10mg TPP-alkyne、25.6mg无水醋酸锌、6mL氯仿与4mL甲醇加入到单口反应烧瓶中，常温搅拌反应24h，反应结束后旋干反应溶剂，加入10mL二氯甲烷溶解，使用8mL饱和NaCl溶液洗涤三次，收集有机相后加入适量无水硫酸钠干燥除水12h，干燥结束后除去硫酸钠固体和二氯甲烷并加入适量热乙酸乙酯溶解产物达到饱和状态，并在适量冷二氯甲烷中沉降，收集沉降出的固体用适量冷二氯甲烷洗涤沉淀物三遍，干燥后得到紫色固体粉末产物，记为ZnTPP-alkyne；
(3)将5mg侧链修饰叠氮基团的PPV(PPV-N3)、0.5mg ZnTPP-alkyne、45mg甲氧基聚乙二醇炔基(PEG-alkyne)、4.2mg溴化亚铜、20mg N,N,N',N”,N”-五甲基二乙烯三胺(PMDETA)和7.5mL四氢呋喃加入单口反应烧瓶中，将装置密封，抽真空后再充氮气保护，常温搅拌48h，反应结束后滤去不溶沉淀，除去四氢呋喃后加入30mL去离子水，将反应液加入透析袋中透析3天以除去杂质及多余的PEG-alkyne，冻干后得到蓬松的红色固体，记为ZnTPP-PPV-PEG；
(4)将20mg ZnTPP-PPV-PEG、5mL二氯甲烷与5mL甲醇加入到单口反应烧瓶中，加入50μL浓盐酸，室温搅拌20分钟，反应结束后旋干反应溶剂再加入10mL二氯甲烷溶解，使用8mL饱和NaCl溶液洗涤三次，收集有机相后加入适量无水硫酸钠干燥除水12小时，干燥结束后除去二氯甲烷并加入20mL去离子水，将反应液加入透析袋中透析2天，每12h换透析水，冻干后得到蓬松的红色固体，记为TPP-PPV-PEG；使用氘代氯仿为溶剂，通过核磁共振氢谱表征其结构，谱图如图1所示。从图中可以看出，代表PPV以及卟啉部分的信号峰(7.57,7.37,7.16,7.14,7.00,4.20ppm)以及代表聚乙二醇的信号峰(3.65ppm)均能看到，表明成功合成出了TPP-PPV-PEG化合物。
(5)将5mg TPP-PPV-PEG溶于10mL水中，超声5分钟，将所得溶液用0.45微米的滤膜过滤，即得到所需的纳米探针。
相关性能测试：
将该实施例所得纳米探针水溶液(0.5mg/mL)放入玻璃测试皿中，使用Brookharven粒径分析仪进行测试，得出纳米探针的水合粒径分布，结果如图2所示，从图中可以看出纳米探针的水合粒径分布在30-50纳米之间，具有较窄的粒径分布。
通过紫外-可见-近红外吸收以及荧光发射光谱仪对纳米探针的光学性质进行表征。图3为纳米探针在水中的吸收光谱，可以明显的看到代表5,10,15,20-四(4-羟基苯基)卟啉的吸收峰(420纳米左右)以及PPV的吸收峰(500纳米左右)，表明纳米探针结构的正确。
图4为纳米探针在水中的荧光光谱，可以明显的看到在670纳米以及720纳米处的近红外发射。
在白光照射前，纳米探针不具有余辉信号，在白光照射纳米探针溶液30秒后将光源移开，10秒后依然能检测到较强的余辉信号(图5)，表明纳米探针具有较好的余辉成像能力，可实现无需实时光激发的信号发射。
实施例二
(1)取100mg 5,10,15,20-四(4-羟基苯基)卟啉、190mg碳酸纳与18mL二甲亚砜加入到单口反应烧瓶中，将装置密封，抽真空后再充氮气保护，50℃搅拌活化20min，之后再加入17μL溴丙炔的甲苯溶液，50℃搅拌反应8h，反应结束后待反应体系冷却至室温后加入200mL去离子水稀释反应母液，并使用50mL乙酸乙酯萃取水相三次，收集有机相后加入适量无水硫酸钠干燥除水12h，干燥结束后除去硫酸钠固体和乙酸乙酯，粗产物通过硅胶色谱柱提纯，浓缩产物后加入适量热乙酸乙酯溶解产物固体达到饱和状态，并在适量冷二氯甲烷中沉降，收集沉降出的固体用适量冷二氯甲烷洗涤沉淀物三遍，干燥后得到紫色固体粉末产物，记为TPP-alkyne；
(2)取5mg TPP-alkyne、25.6mg无水醋酸锌、6mL氯仿与4mL甲醇加入到单口反应烧瓶中，常温搅拌反应24h。反应结束后旋干反应溶剂，加入10mL二氯甲烷溶解，使用8mL饱和NaCl溶液洗涤三次，收集有机相后加入适量无水硫酸钠干燥除水12h。干燥结束后除去硫酸钠固体和二氯甲烷并加入适量热乙酸乙酯溶解产物达到饱和状态，并在适量冷二氯甲烷中沉降，收集沉降出的固体用适量冷二氯甲烷洗涤沉淀物三遍，干燥后得到紫色固体粉末产物，记为ZnTPP-alkyne。
(3)将5mg侧链修饰叠氮基团的PPV(PPV-N3)、1mg ZnTPP-alkyne、40mg甲氧基聚乙二醇炔基(PEG-alkyne)、4.2mg溴化亚铜、20mg N,N,N',N”,N”-五甲基二乙烯三胺(PMDETA)和7.5mL四氢呋喃加入单口反应烧瓶中，将装置密封，抽真空后再充氮气保护，常温搅拌48h，反应结束后滤去不溶沉淀，除去四氢呋喃后加入30mL去离子水，将反应液加入透析袋中透析3天以除去杂质及多余的PEG-alkyne，冻干后得到蓬松的红色固体，记为ZnTPP-PPV-PEG；
(4)将20mg ZnTPP-PPV-PEG、5mL二氯甲烷与5mL甲醇加入到单口反应烧瓶中，加入50μL浓盐酸，室温搅拌20分钟，反应结束后旋干反应溶剂再加入10mL二氯甲烷溶解，使用8mL饱和NaCl溶液洗涤三次，收集有机相后加入适量无水硫酸钠干燥除水12小时，干燥结束后除去二氯甲烷并加入20mL去离子水，将反应液加入透析袋中透析2天，每12h换透析水，冻干后得到蓬松的红色固体，记为TPP-PPV-PEG；
(5)将5mg TPP-PPV-PEG溶于10mL水中，超声5分钟，将所得溶液用0.45微米的滤膜过滤，即得到所需的纳米探针。
实施例三
(1)取100mg 5,10,15,20-四(4-羟基苯基)卟啉、200μL三乙胺与18mL二甲亚砜加入到单口反应烧瓶中，将装置密封，抽真空后再充氮气保护，50℃搅拌活化20min，之后再加入17μL溴丙炔的甲苯溶液，50℃搅拌反应8h，反应结束后待反应体系冷却至室温后加入200mL去离子水稀释反应母液，并使用50mL乙酸乙酯萃取水相三次，收集有机相后加入适量无水硫酸钠干燥除水12h，干燥结束后除去硫酸钠固体和乙酸乙酯，粗产物通过硅胶色谱柱提纯，浓缩产物后加入适量热乙酸乙酯溶解产物固体达到饱和状态，并在适量冷二氯甲烷中沉降，收集沉降出的固体用适量冷二氯甲烷洗涤沉淀物三遍，干燥后得到紫色固体粉末产物，记为TPP-alkyne；
(2)取10mg TPP-alkyne、25.6mg无水醋酸锌、6mL氯仿与4mL甲醇加入到单口反应烧瓶中，常温搅拌反应24h，反应结束后旋干反应溶剂，加入10mL二氯甲烷溶解，使用8mL饱和NaCl溶液洗涤三次，收集有机相后加入适量无水硫酸钠干燥除水12h，干燥结束后除去硫酸钠固体和二氯甲烷并加入适量热乙酸乙酯溶解产物达到饱和状态，并在适量冷二氯甲烷中沉降，收集沉降出的固体用适量冷二氯甲烷洗涤沉淀物三遍，干燥后得到紫色固体粉末产物，记为ZnTPP-alkyne；
(3)将5mg侧链修饰叠氮基团的PPV(PPV-N3)、0.5mg ZnTPP-alkyne、45mg甲氧基聚乙二醇炔基(PEG-alkyne)、4.2mg溴化亚铜、20mg N,N,N',N”,N”-五甲基二乙烯三胺(PMDETA)和7.5mL四氢呋喃加入单口反应烧瓶中，将装置密封，抽真空后再充氮气保护，常温搅拌48h，反应结束后滤去不溶沉淀，除去四氢呋喃后加入30mL去离子水，将反应液加入透析袋中透析3天以除去杂质及多余的PEG-alkyne，冻干后得到蓬松的红色固体，记为ZnTPP-PPV-PEG；
(4)将10mg ZnTPP-PPV-PEG、5mL二氯甲烷与5mL甲醇加入到单口反应烧瓶中，加入100μL浓盐酸，室温搅拌20分钟，反应结束后旋干反应溶剂再加入10mL二氯甲烷溶解，使用8mL饱和NaCl溶液洗涤三次，收集有机相后加入适量无水硫酸钠干燥除水12小时，干燥结束后除去二氯甲烷并加入20mL去离子水，将反应液加入透析袋中透析2天，每12h换透析水，冻干后得到蓬松的红色固体，记为TPP-PPV-PEG；
(5)将5mg TPP-PPV-PEG溶于10mL水中，超声5分钟，将所得溶液用0.45微米的滤膜过滤，即得到所需的纳米探针。
实施例四
(1)取100mg 5,10,15,20-四(4-羟基苯基)卟啉、204mg碳酸钾与18mL二甲亚砜加入到单口反应烧瓶中，将装置密封，抽真空后再充氮气保护，50℃搅拌活化20min，之后再加入20μL溴丙炔的甲苯溶液，50℃搅拌反应8h，反应结束后待反应体系冷却至室温后加入200mL去离子水稀释反应母液，并使用50mL乙酸乙酯萃取水相三次，收集有机相后加入适量无水硫酸钠干燥除水12h，干燥结束后除去硫酸钠固体和乙酸乙酯，粗产物通过硅胶色谱柱提纯，浓缩产物后加入适量热乙酸乙酯溶解产物固体达到饱和状态，并在适量冷二氯甲烷中沉降，收集沉降出的固体用适量冷二氯甲烷洗涤沉淀物三遍，干燥后得到紫色固体粉末产物，记为TPP-alkyne；
(2)取10mg TPP-alkyne、25.6mg无水醋酸锌、5mL氯仿与5mL甲醇加入到单口反应烧瓶中，常温搅拌反应24h，反应结束后旋干反应溶剂，加入10mL二氯甲烷溶解，使用8mL饱和NaCl溶液洗涤三次，收集有机相后加入适量无水硫酸钠干燥除水12h，干燥结束后除去硫酸钠固体和二氯甲烷并加入适量热乙酸乙酯溶解产物达到饱和状态，并在适量冷二氯甲烷中沉降，收集沉降出的固体用适量冷二氯甲烷洗涤沉淀物三遍，干燥后得到紫色固体粉末产物，记为ZnTPP-alkyne。
(3)将5mg侧链修饰叠氮基团的PPV(PPV-N3)、0.5mg ZnTPP-alkyne、45mg甲氧基聚乙二醇炔基(PEG-alkyne)、4.2mg溴化亚铜、20mg N,N,N',N”,N”-五甲基二乙烯三胺(PMDETA)和7.5mL四氢呋喃加入单口反应烧瓶中，将装置密封，抽真空后再充氮气保护，常温搅拌48h，反应结束后滤去不溶沉淀，除去四氢呋喃后加入30mL去离子水，将反应液加入透析袋中透析3天以除去杂质及多余的PEG-alkyne，冻干后得到蓬松的红色固体，记为ZnTPP-PPV-PEG；
(4)将20mg ZnTPP-PPV-PEG、5mL二氯甲烷与5mL甲醇加入到单口反应烧瓶中，加入50μL浓盐酸，室温搅拌20分钟，反应结束后旋干反应溶剂再加入10mL二氯甲烷溶解，使用8mL饱和NaCl溶液洗涤三次，收集有机相后加入适量无水硫酸钠干燥除水12小时，干燥结束后除去二氯甲烷并加入20mL去离子水，将反应液加入透析袋中透析2天，每12h换透析水，冻干后得到蓬松的红色固体，记为TPP-PPV-PEG；
(5)将10mg TPP-PPV-PEG溶于50mL水中，超声5分钟，将所得溶液用0.45微米的滤膜过滤，即得到所需的纳米探针。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种单一组分近红外余辉成像纳米探针的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
步骤1：将5,10,15,20-四(4-羟基苯基)卟啉、碱与二甲亚砜加入到反应烧瓶中，密封，抽真空，充惰性气体保护，搅拌活化，加入溴丙炔的甲苯溶液，搅拌反应；反应结束后加入去离子水，萃取，收集有机相，干燥除水，粗产物提纯，在浓缩产物中加入热乙酸乙酯溶解产物固体达到饱和状态，并在冷二氯甲烷中沉降，收集固体并洗涤，干燥后得到紫色固体粉末，记为TPP-alkyne；
步骤2：将一定量的TPP-alkyne、无水醋酸锌、氯仿与甲醇加入到反应烧瓶中，常温搅拌反应，反应结束后旋干反应溶剂，加入二氯甲烷溶解，洗涤，收集有机相后干燥除水，除去二氯甲烷并加入热乙酸乙酯溶解产物达到饱和状态，在冷二氯甲烷中沉降，收集固体并洗涤，干燥后得到紫色固体粉末，记为ZnTPP-alkyne；
步骤3：将PPV-N3、ZnTPP-alkyne、PEG-alkyne、溴化亚铜、PMDETA和四氢呋喃加入反应烧瓶中，惰性气体保护下进行常温反应，反应结束后滤去不溶沉淀，除去四氢呋喃后加入去离子水，透析除去杂质，冻干后所得物质记为ZnTPP-PPV-PEG；
其中，PPV-N3是侧链修饰叠氮基团的PPV，PPV-N3的结构式如下：
其中，n＝10～10000；
步骤4：将ZnTPP-PPV-PEG、二氯甲烷与甲醇加入到反应烧瓶中，加入浓盐酸，室温搅拌反应，反应结束后旋干反应溶剂再加入二氯甲烷溶解，洗涤，收集有机相后干燥除水，除去二氯甲烷并加入去离子水，透析冻干后得到产物，记为TPP-PPV-PEG；
步骤5：将TPP-PPV-PEG溶于水中，辅以超声，所得溶液用滤膜过滤，即得到所需的纳米探针；
该纳米探针的主链是PPV，在PPV侧链修饰有PEG和5,10,15,20-四(4-羟基苯基)卟啉，其结构式如下：
其中，x:y＝0.01～0.1，x,y＝5～10000，n＝11～220。
2.如权利要求1所述的一种单一组分近红外余辉成像纳米探针的制备方法，其特征在于，PPV部分的摩尔质量为1000～50000g/mol，PEG部分的摩尔质量为500～10000g/mol；PEG和5,10,15,20-四(4-羟基苯基)卟啉的摩尔比为0.1～0.99:1。
3.如权利要求1所述的一种单一组分近红外余辉成像纳米探针的制备方法，其特征在于，该纳米探针在水中会自组装成纳米粒子，粒径在10～100纳米。
4.如权利要求1所述的一种单一组分近红外余辉成像纳米探针的制备方法，其特征在于，该纳米探针在白光照射0.1～10分钟后会发射出波长在650nm以上的近红外光，且在光源关闭后，发光过程仍可持续，实现余辉成像。
5.如权利要求1所述的一种单一组分近红外余辉成像纳米探针的制备方法，其特征在于，步骤1中，5,10,15,20-四(4-羟基苯基)卟啉与溴丙炔的摩尔比为0.5～1.5:1，所用碱为碳酸钾，碳酸钠或三乙胺。
6.如权利要求1所述的一种单一组分近红外余辉成像纳米探针的制备方法，其特征在于，步骤2中，TPP-alkyne与无水醋酸锌的摩尔比为0.05～1:1，氯仿与甲醇体积比为0.5～2:1。
7.如权利要求1所述的一种单一组分近红外余辉成像纳米探针的制备方法，其特征在于，步骤3中，PPV-N3、ZnTPP-alkyne和PEG-alkyne的摩尔比为1:0.01～0.1:0.9～0.99。
8.如权利要求1所述的一种单一组分近红外余辉成像纳米探针的制备方法，其特征在于，步骤4中，ZnTPP-PPV-PEG与浓盐酸的摩尔比为0.01～1:1，二氯甲烷与甲醇体积比为0.5～2:1。
9.如权利要求1所述的一种单一组分近红外余辉成像纳米探针的制备方法，其特征在于，步骤5中，TPP-PPV-PEG与水的质量体积比为1～5mg:1～20mL。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108047234A (zh) * 2017-12-28 2018-05-18 湖南科技大学 一种氨基和羟基取代卟啉荧光母体及制备方法
CN109233810A (zh) * 2010-10-18 2019-01-18 华盛顿大学商业化中心 发色聚合物点
CN112280553A (zh) * 2013-11-27 2021-01-29 华盛顿大学商业中心 编码的发色聚合物颗粒

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080135804A1 (en) * 2006-12-08 2008-06-12 Chunong Qiu All-in-one organic electroluminescent inks with balanced charge transport properties

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109233810A (zh) * 2010-10-18 2019-01-18 华盛顿大学商业化中心 发色聚合物点
CN112280553A (zh) * 2013-11-27 2021-01-29 华盛顿大学商业中心 编码的发色聚合物颗粒
CN108047234A (zh) * 2017-12-28 2018-05-18 湖南科技大学 一种氨基和羟基取代卟啉荧光母体及制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Self-Assembled Semiconducting Polymer Nanoparticles for Ultrasensitive Near-Infrared Afterglow Imaging of Metastatic Tumors;Chen Xie et al.;《Adv. Mater.》;1801331 *

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