CN116987027A - 一种聚集诱导发光光敏剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种聚集诱导发光光敏剂及其制备方法与应用。本发明提供的聚集诱导发光光敏剂，在光诱导条件下会产生超氧根阴离子自由基。所述聚集诱导发光光敏剂在高浓度时基本不会造成正常细胞的损伤，同时还可以有效杀菌。本发明评价了所述光敏剂的结构变化产生的光动力杀伤能力，比较了此类光敏剂和能够产生羟基自由基的聚集诱导发光光敏剂的光动力杀菌效果，并研究了所述光敏剂对正常细胞的损伤情况。结果表明，所述聚集诱导发光光敏剂主要产生超氧根阴离子自由基，在高浓度下光动力杀菌能力很强，并且不会损伤正常细胞。
Description
技术领域
本发明涉及光敏剂技术、有机化学以及新型药物开发领域，尤其涉及一种聚集诱导发光光敏剂及其制备方法与应用。
背景技术
光动力抗菌化学疗法(Photodynamic antimicrobial chemotherapy,PACT)又称为抗菌光动力疗法(Antimicrobialphotodynamic therapy)，其作用机制与光动力抗癌的机制相同，是利用光敏剂分子在适当波长的光照射下产生单线态氧等活性氧物种(Reactive oxygen species,ROS)对病原微生物进行杀伤。由于光敏剂产生的活性氧在细菌外部或内部均可对细菌进行氧化损伤，不需要光敏剂必须进入细菌内部。因此与传统抗生素相比，PACT疗法不会因为用药种类或用药剂量等因素产生耐药问题。目前常用的光敏剂主要包括血卟啉衍生物、酞菁类衍生物和叶绿素a降解产物等，他们多数存在聚集诱导淬灭(aggregation-caused quenching,ACQ)的问题，导致荧光和活性氧产生能力下降，严重影响临床治疗效果。2001年，唐本忠教授首次提出“聚集诱导发光(aggregation-inducedemission,AIE)”的新概念，引发了发光材料的革命。不同于传统的有机荧光染料，这类特殊的化合物在溶液中不发光或者发很弱的荧光，但是在聚集状态下发出强烈的荧光。聚集诱导发光光敏剂的出现克服了传统有机小分子光敏剂的局限，在荧光成像和治疗领域展现出诸多优势。
目前的聚集诱导发光光敏剂多为II型光敏剂，能够产生单线态氧，其在光动力杀菌过程中，会损伤正常细胞。而I型光敏剂能够产生羟基自由基或超氧根阴离子自由基，其中的羟基自由基的光动力杀伤能力也很强，也会对正常细胞造成损伤；只有超氧根阴离子自由基的光动力杀伤能力较弱，对正常细胞损害较小。然而，目前能够产生超氧根阴离子自由基的聚集诱导发光光敏剂种类较少，还有待于继续开发。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种聚集诱导发光光敏剂及其制备方法与应用，旨在解决目前聚集诱导发光光敏剂在光动力杀菌的同时也会对细胞产生不可逆损伤的问题。
本发明的技术方案如下：
一种聚集诱导发光光敏剂，其中，所述聚集诱导发光光敏剂包括以下化学结构式中的一种：
所述的聚集诱导发光光敏剂，其中，所述聚集诱导发光光敏剂在光诱导条件下产生超氧根阴离子自由基。
一种如上任一所述的聚集诱导发光光敏剂的制备方法，其中，所述聚集诱导发光光敏剂中，DMMA-SCPI的制备方法包括步骤：
将N,N-二甲基间甲氧基苯胺分散在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，加入三氯氧磷，反应得到中间产物1；
将4-吡啶硼酸和3-溴苯乙腈分散在四氢呋喃和水的混合溶剂中，加入碳酸钾和催化剂四(三苯基膦)钯，反应得到中间产物2；
将中间产物1和中间产物2分散在乙醇溶剂中，加入分散在乙醇溶剂中的氢氧化钠，反应得到中间产物3；
将中间产物3分散在乙腈溶剂中，加入碘甲烷，反应得到终产物DMMA-SCPI；
合成路线为
一种如上任一所述的聚集诱导发光光敏剂的制备方法，其中，所述聚集诱导发光光敏剂中，DMA-SCPI的制备方法包括步骤：
将4-吡啶硼酸和3-溴苯乙腈分散在四氢呋喃和水的混合溶剂中，加入碳酸钾和催化剂四(三苯基膦)钯，反应得到中间产物2；
将对二甲氨基苯甲醛和中间产物2分散在乙醇溶剂中，加入分散在乙醇溶剂中的氢氧化钠，反应得到中间产物4；
将中间产物4分散在乙腈溶剂中，加入碘甲烷，反应得到终产物DMA-SCPI；
合成路线为
一种如上任一所述的聚集诱导发光光敏剂的制备方法，其中，所述聚集诱导发光光敏剂中，DPA-SCPI的制备方法包括步骤：
将4-吡啶硼酸和3-溴苯乙腈分散在四氢呋喃和水的混合溶剂中，加入碳酸钾和催化剂四(三苯基膦)钯，反应得到中间产物2；
将二苯氨基-4-苯甲醛和中间产物2分散在乙醇溶剂中，加入分散在乙醇溶剂中的氢氧化钠，反应得到中间产物5；
将中间产物5分散在乙腈溶剂中，加入碘甲烷，反应得到终产物DPA-SCPI；
合成路线为
一种如上任一所述聚集诱导发光光敏剂的应用，其中，将所述聚集诱导发光光敏剂应用于制备光动力抗菌药物或治疗细菌感染疾病的药物。
所述的应用，其中，所述聚集诱导发光光敏剂的浓度为10-30μM。
所述的应用，其中，所述细菌包括革兰氏阳性菌和/或革兰氏阴性菌。
所述的应用，其中，所述细菌包括金黄色葡萄球菌和/或大肠杆菌。
一种如上任一所述聚集诱导发光光敏剂的应用，其中，将所述聚集诱导发光光敏剂应用于制备治疗肿瘤的药物。
有益效果：本发明提供了一种聚集诱导发光光敏剂及其制备方法与应用。本发明提供的聚集诱导发光光敏剂，在光诱导条件下会产生超氧根阴离子自由基。所述聚集诱导发光光敏剂在高浓度时基本不会造成正常细胞的损伤，同时还可以有效杀菌。本发明评价了所述光敏剂的结构变化产生的光动力杀伤能力，比较了此类光敏剂和能够产生羟基自由基的聚集诱导发光光敏剂的光动力杀菌效果，并研究了所述光敏剂对正常细胞的损伤情况。结果表明，所述聚集诱导发光光敏剂主要产生超氧根阴离子自由基，在高浓度下光动力杀菌能力很强，并且不会损伤正常细胞。不仅如此，所述聚集诱导发光光敏剂制备工艺简单、制备过程中，中间产物的产率均超过80％，终产物的产率超过95％，制备成本低廉，经济高效。
附图说明
图1为本发明实施例提供的三种光敏剂DMMA-SCPI、DMA-SCPI以及DPA-SCPI的活性氧类型图。
图2为本发明实施例提供的DMMA-SCPI的核磁共振氢谱图。
图3为本发明实施例提供的DMA-SCPI的核磁共振氢谱图。
图4为本发明实施例提供的DPA-SCPI的核磁共振氢谱图。
图5为本发明实施例提供的三种光敏剂DMMA-SCPI、DMA-SCPI以及DPA-SCPI的杀菌效果示意图。
图6为本发明实施例提供的三种光敏剂DMMA-SCPI、DMA-SCPI以及DPA-SCPI的细胞损伤能力示意图。
图7为本发明实施例提供的光敏剂DMMA-SCPI的多细胞损伤能力示意图。
具体实施方式
本发明提供一种聚集诱导发光光敏剂及其制备方法与应用，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种聚集诱导发光光敏剂，所述聚集诱导发光光敏剂包括DMMA-SCPI、DMA-SCPI以及DPA-SCPI，其化学结构式分别为：
本发明实施例设计合成了三种聚集诱导发光光敏剂，DMMA-SCPI、DMA-SCPI以及DPA-SCPI，其结构式如上所示。三种光敏剂的分子结构相似，其中，DMMA-SCPI比DMA-SCPI多修饰了一个甲氧基，光照下可以产生更多超氧根阴离子自由基；DPA-SCPI将DMA-SCPI的N,N-二甲基转变为N,N-二甲苯，光照下产生微量超氧根阴离子自由基，但可以产生大量羟基自由基。
在一些实施方式中，所述聚集诱导发光光敏剂在光诱导条件下产生超氧根阴离子自由基。
本发明实施例提供的三种光敏剂DMMA-SCPI、DMA-SCPI以及DPA-SCPI的活性氧类型如图1所示。由图可知，DMMA-SCPI和DMA-SCPI能够产生大量超氧根阴离子自由基(指示剂为DHR 123，如图A所示)和微量单线态氧(指示剂为SOSG-1，如图B所示)，其中DMMA-SCPI的活性氧产率比DMA-SCPI高。DPA-SCPI能够产生大量羟基自由基(指示剂为HPF，如图C所示)和微量超氧根阴离子自由基。本发明三种光敏剂产生的超氧根阴离子自由基，在杀灭细菌时，只有少量的超氧根阴离子自由基与H+结合转化为质子化的超氧根阴离子自由基(HOO·)。超氧根阴离子自由基和HOO·性质差异很大，超氧根阴离子自由基活性不高，带负电荷，是亲水性的，不能穿透细菌的细胞膜。而HOO·活性较高，不带电荷，是疏水性的，可以跨越细菌的细胞膜，并在细胞膜的疏水区积聚，引起细胞膜的脂质过氧化反应，损伤并破坏细菌的膜结构。与细菌相比，细胞中含有大量超氧化物歧化酶(SOD)，可以有效清除超氧根阴离子自由基，使其不具有较高的氧毒性，因此适量的氧根阴离子自由基不能损伤细胞的膜结构。
本发明实施例还提供一种聚集诱导发光光敏剂的制备方法，其中，所述DMMA-SCPI的制备方法包括步骤：
S10、将N,N-二甲基间甲氧基苯胺分散在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，加入三氯氧磷，反应得到中间产物1；
S20、将4-吡啶硼酸和3-溴苯乙腈分散在四氢呋喃和水的混合溶剂中，加入碳酸钾和催化剂四(三苯基膦)钯，反应得到中间产物2；
S30、将中间产物1和中间产物2分散在乙醇溶剂中，加入分散在乙醇溶剂中的氢氧化钠，反应得到中间产物3；
S40、将中间产物3分散在乙腈溶剂中，加入碘甲烷，反应得到终产物DMMA-SCPI。
合成路线为
更为具体的，所述DMMA-SCPI的制备方法包括步骤：
(1)将N,N-二甲基间甲氧基苯胺(15.0mmol)分散在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中(20mL)，氮气保护，0℃下搅拌0.5h，加入三氯氧磷(45.0mmol)，将温度升高至75℃，反应2h，反应结束后纯化，得到中间产物1；
(2)将4-吡啶硼酸(30.0mmol)和3-溴苯乙腈(30.0mmol)分散在四氢呋喃和水(比例为9:1)的混合溶剂中(80mL)，加入碳酸钾(60.0mmol)和催化剂四(三苯基膦)钯(1.5mmol)，氮气保护，80℃下搅拌12h，反应结束后纯化，得到中间产物2；
(3)将中间产物1(4.0mmol)和中间产物2(4.6mmol)分散在乙醇溶剂中(20mL)，氮气保护，室温下搅拌0.5h，将氢氧化钠(4.6mmol)分散在乙醇溶剂中(4mL)后缓慢加入反应液中，室温下搅拌12h，反应结束后纯化，得到中间产物3；
(4)将中间产物3(2.0mmol)分散在乙腈溶剂中(100mL)，加入碘甲烷(40.0mmol)，85℃下搅拌72h，反应结束后纯化，得到终产物DMMA-SCPI。
本发明实施例还提供一种聚集诱导发光光敏剂的制备方法，其中，所述DMA-SCPI的制备方法包括步骤：
S100、将4-吡啶硼酸和3-溴苯乙腈分散在四氢呋喃和水的混合溶剂中，加入碳酸钾和催化剂四(三苯基膦)钯，反应得到中间产物2；
S200、将对二甲氨基苯甲醛和中间产物2分散在乙醇溶剂中，加入分散在乙醇溶剂中的氢氧化钠，反应得到中间产物4；
S300、将中间产物4分散在乙腈溶剂中，加入碘甲烷，反应得到终产物DMA-SCPI。
合成路线为
更为具体的，所述DMA-SCPI的制备方法包括步骤：
(1)将4-吡啶硼酸(30.0mmol)和3-溴苯乙腈(30.0mmol)分散在四氢呋喃和水(比例为9:1)的混合溶剂中(80mL)，加入碳酸钾(60.0mmol)和催化剂四(三苯基膦)钯(1.5mmol)，氮气保护，80℃下搅拌12h，反应结束后纯化，得到中间产物2；
(2)将对二甲氨基苯甲醛(4.0mmol)和中间产物2(4.6mmol)分散在乙醇溶剂中(20mL)，氮气保护，室温下搅拌0.5h，将氢氧化钠(4.6mmol)分散在乙醇溶剂中(4mL)后缓慢加入反应液中，室温下搅拌12h，反应结束后纯化，得到中间产物4；
(3)将中间产物4(2.0mmol)分散在乙腈溶剂中(100mL)，加入碘甲烷(40.0mmol)，85℃下搅拌72h，反应结束后纯化，得到终产物DMA-SCPI。
本发明实施例还提供一种聚集诱导发光光敏剂的制备方法，其中，所述DPA-SCPI的制备方法包括步骤：
S1000、将4-吡啶硼酸和3-溴苯乙腈分散在四氢呋喃和水的混合溶剂中，加入碳酸钾和催化剂四(三苯基膦)钯，反应得到中间产物2；
S2000、将二苯氨基-4-苯甲醛和中间产物2分散在乙醇溶剂中，加入分散在乙醇溶剂中的氢氧化钠，反应得到中间产物5；
S2000、将中间产物5分散在乙腈溶剂中，加入碘甲烷，反应得到终产物DPA-SCPI。
合成路线为
更为具体的，所述DPA-SCPI的制备方法包括步骤：
(1)将4-吡啶硼酸(30.0mmol)和3-溴苯乙腈(30.0mmol)分散在四氢呋喃和水(比例为9:1)的混合溶剂中(80mL)，加入碳酸钾(60.0mmol)和催化剂四(三苯基膦)钯(1.5mmol)，氮气保护，80℃下搅拌12h，反应结束后纯化，得到中间产物2；
(2)将二苯氨基-4-苯甲醛(4.0mmol)和中间产物2(4.6mmol)分散在乙醇溶剂中(20mL)，氮气保护，室温下搅拌0.5h，将氢氧化钠(4.6mmol)分散在乙醇溶剂中(4mL)后缓慢加入反应液中，室温下搅拌12h，反应结束后纯化，得到中间产物5；
(3)将中间产物5(2.0mmol)分散在乙腈溶剂中(100mL)，加入碘甲烷(40.0mmol)，85℃下搅拌72h，反应结束后纯化，得到终产物DPA-SCPI。
本发明提供的光敏剂制备方法步骤简单，分离纯化过程容易操作，易于工业化生产。
本发明实施例还提供一种上述聚集诱导发光光敏剂的应用，将所述聚集诱导发光光敏剂应用于制备光动力抗菌药物或治疗细菌感染疾病的药物。
在一些实施方式中，所述细菌包括革兰氏阳性菌和/或革兰氏阴性菌。
在一些实施方式中，所述细菌包括金黄色葡萄球菌和/或大肠杆菌。
在本发明中，所述药物用于抗菌或治疗细菌感染疾病，所述抗菌的细菌包括金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等革兰氏阳性菌或革兰氏阴性菌。本发明提供的聚集诱导发光光敏剂用于光动力杀伤金黄色葡萄球菌或大肠杆菌，具有明显效果。
在一些实施方式中，所述聚集诱导发光光敏剂的浓度为10-30μM。
优选的，所述聚集诱导发光光敏剂的浓度为20μM。
本发明实施例在应用中研究了三种光敏剂的杀菌效果，发现在无光照时(0min)，三种光敏剂的杀菌效果都很弱；光照15min后，三种光敏剂随浓度的不同表现出了不同的杀菌效果：DPA-SCPI的杀菌能力最强，在10μM浓度时即可有较好的杀灭金黄色葡萄球菌(SA)以及大肠杆菌(E-coli)的效果；DMA-SCPI的杀菌能力稍弱一些，在20μM浓度时DMA-SCPI只能杀死全部的金黄色葡萄球菌而不能杀死全部的大肠杆菌；DMMA-SCPI的杀菌能力处于二者之间，同时在浓度为20μM情况下也可以较好的杀灭金黄色葡萄球菌以及大肠杆菌。
本发明实施例在应用中还研究了三种光敏剂对细胞的损伤效果，发现DPA-SCPI在高浓度下(浓度为20μM)的细胞损伤能力最强，细胞基本全部凋亡(细胞存活率<10％)；DMA-SCPI在高浓度下也能损伤大部分细胞(细胞存活率<60％)；只有DMMA-SCPI的细胞损伤能力较弱，大部分细胞存活(细胞存活率>85％)。因此，只有DMMA-SCPI能够在光动力杀菌的同时不损伤细胞。本发明实施例进一步测试了DMMA-SCPI针对多种细胞的损伤能力，发现DMMA-SCPI的多种细胞损伤能力都很弱。这说明，DMMA-SCPI在高浓度时基本不会造成正常细胞的损伤，同时可以有效杀菌，适用于活体水平的光动力抗菌应用。
本发明提供的聚集诱导发光光敏剂，在光诱导条件下会产生超氧根阴离子自由基，可应用于制备光动力抗菌药物或治疗细菌感染疾病的药物。所述聚集诱导发光光敏剂在高浓度时基本不会造成正常细胞的损伤，同时还可以有效杀菌。本发明还评价了所述光敏剂的结构变化产生的光动力杀伤能力，比较了此类光敏剂和能够产生羟基自由基的聚集诱导发光光敏剂的光动力杀菌效果，并研究了所述光敏剂对正常细胞的损伤情况。结果表明，所述聚集诱导发光光敏剂主要产生超氧根阴离子自由基，在高浓度下光动力杀菌能力很强，并且不会损伤正常细胞。
本发明实施例还提供一种上述聚集诱导发光光敏剂的应用，将所述聚集诱导发光光敏剂应用于制备治疗肿瘤的药物。
光动力治疗还可以应用于治疗肿瘤，设计合成一种性能优良的光敏剂对于光动力治疗而言尤为重要。本发明实施例提供的聚集诱导发光光敏剂主要产生超氧根阴离子自由基，在高浓度下也不会损伤正常细胞，具有应用于制备治疗肿瘤的药物的潜力。
下面通过具体实施例对本发明一种聚集诱导发光光敏剂及其制备方法与应用做进一步的解释说明：
本发明所采用的试剂、方法和设备，如无特殊说明，均为本领域常规试剂、方法和设备。
实施例1
DMMA-SCPI、DMA-SCPI以及DPA-SCPI的合成
1、DMMA-SCPI合成步骤：
将N,N-二甲基间甲氧基苯胺(15.0mmol)分散在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中(20mL)，氮气保护，0℃下搅拌0.5h，加入三氯氧磷(45.0mmol)，将温度升高至75℃，反应2h，反应结束后纯化，得到中间产物1(产率95％)；
将4-吡啶硼酸(30.0mmol)和3-溴苯乙腈(30.0mmol)分散在四氢呋喃和水(比例为9:1)的混合溶剂中(80mL)，加入碳酸钾(60.0mmol)和催化剂四(三苯基膦)钯(1.5mmol)，氮气保护，80℃下搅拌12h，反应结束后纯化，得到中间产物2(产率97％)；
将中间产物1(4.0mmol)和中间产物2(4.6mmol)分散在乙醇溶剂中(20mL)，氮气保护，室温下搅拌0.5h，将氢氧化钠(4.6mmol)分散在乙醇溶剂中(4mL)后缓慢加入反应液中，室温下搅拌12h，反应结束后纯化，得到中间产物3(产率88％)；
将中间产物3(2.0mmol)分散在乙腈溶剂中(100mL)，加入碘甲烷(40.0mmol)，85℃下搅拌72h，反应结束后纯化，得到终产物DMMA-SCPI(产率85％)。1H NMR(600MHz,d-DMSO):δ9.00(d,J＝6.0Hz,2H),8.53-8.51(m,2H),8.18(d,J＝6.0Hz,2H),8.13(d,J＝6.0Hz,1H),8.10(s,1H),7.85(d,J＝12.0Hz,2H),6.50(d,J＝6.0Hz,1H),6.30(s,1H),4.32(s,3H),3.91(s,3H),3.08(s,6H).
DMMA-SCPI的核磁共振氢谱图如图2所示。
2、DMA-SCPI合成步骤：
将对二甲氨基苯甲醛(4.0mmol)和中间产物2(4.6mmol)分散在乙醇溶剂中(20mL)，氮气保护，室温下搅拌0.5h，将氢氧化钠(4.6mmol)分散在乙醇溶剂中(4mL)后缓慢加入反应液中，室温下搅拌12h，反应结束后纯化，得到中间产物4(产率90％)；
将中间产物4(2.0mmol)分散在乙腈溶剂中(100mL)，加入碘甲烷(40.0mmol)，85℃下搅拌72h，反应结束后纯化，得到终产物DMA-SCPI(产率86％)。1H NMR(600MHz,d-DMSO):δ9.02(d,J＝7.8Hz,2H),8.56-8.54(m,2H),8.20(d,J＝10.2Hz,2H),8.06(s,1H),7.96-7.92(m,4H),6.85(d,J＝10.8Hz,2H),4.34(s,3H),3.05(s,6H)
DMA-SCPI的核磁共振氢谱图如图3所示。
3、DPA-SCPI合成步骤：
将二苯氨基-4-苯甲醛(4.0mmol)和中间产物2(4.6mmol)分散在乙醇溶剂中(20mL)，氮气保护，室温下搅拌0.5h，将氢氧化钠(4.6mmol)分散在乙醇溶剂中(4mL)后缓慢加入反应液中，室温下搅拌12h，反应结束后纯化，得到中间产物5(产率85％)；
将中间产物5(2.0mmol)分散在乙腈溶剂中(100mL)，加入碘甲烷(40.0mmol)，85℃下搅拌72h，反应结束后纯化，得到终产物DPA-SCPI(产率83％)。1H NMR(600MHz,d-DMSO):δ9.03(d,J＝8.4Hz,2H),8.57(d,J＝8.4,2H),8.22(d,J＝10.8Hz,2H),8.14(s,1H),7.98(d,J＝10.2Hz,2H),7.93(d,J＝10.8Hz,2H),7.42(t,J＝18.6Hz,4H),7.22(t,J＝17.4Hz,2H),7.17(d,J＝10.2Hz,4H),6.96(d,J＝10.8Hz,2H),4.34(s,3H).
DPA-SCPI的核磁共振氢谱图如图4所示。
DMMA-SCPI、DMA-SCPI以及DPA-SCPI的合成过程如下所示：
实施例2
DMMA-SCPI、DMA-SCPI以及DPA-SCPI的活性氧类型
图1所示为本发明实施例提供的三种光敏剂DMMA-SCPI、DMA-SCPI以及DPA-SCPI的活性氧类型图。由图可知，DMMA-SCPI和DMA-SCPI能够产生大量超氧根阴离子自由基(指示剂为DHR 123，如图A所示)和微量单线态氧(指示剂为SOSG-1，如图B所示)，其中DMMA-SCPI的活性氧产率比DMA-SCPI高。DPA-SCPI能够产生大量羟基自由基(指示剂为HPF，如图C所示)和微量超氧根阴离子自由基。其中，RB(罗丹明B)和Ce6为对照组。
实施例3
DMMA-SCPI、DMA-SCPI以及DPA-SCPI的杀菌效果测试
图5所示为本发明实施例提供的三种光敏剂DMMA-SCPI(图A)、DMA-SCPI(图B)以及DPA-SCPI(图C)的杀菌效果示意图。由图可知，在无光照时(0min)，三种光敏剂的杀菌效果都很弱；光照15min后，三种光敏剂随浓度的不同表现出了不同的杀菌效果：DPA-SCPI的杀菌能力最强，在10μM浓度时即可有较好的杀灭金黄色葡萄球菌(SA)以及大肠杆菌(E-coli)的效果(图C)；DMA-SCPI的杀菌能力稍弱一些，在20μM浓度时DMA-SCPI只能杀死全部的金黄色葡萄球菌而不能杀死全部的大肠杆菌(图B)；DMMA-SCPI的杀菌能力处于二者之间，同时在浓度为20μM情况下也可以较好的杀灭金黄色葡萄球菌以及大肠杆菌(图A)。
实施例4
DMMA-SCPI、DMA-SCPI以及DPA-SCPI的细胞损伤能力测试
图6所示为本发明实施例提供的三种光敏剂DMMA-SCPI、DMA-SCPI以及DPA-SCPI的细胞损伤能力示意图。由图可知，DPA-SCPI在高浓度下(浓度为20μM)的细胞损伤能力最强，细胞基本全部凋亡(细胞存活率<10％)；DMA-SCPI在高浓度下也能损伤大部分细胞(细胞存活率<60％)；只有DMMA-SCPI的细胞损伤能力较弱，大部分细胞存活(细胞存活率>85％)。
实施例5
DMMA-SCPI的多细胞损伤能力测试
图7所示为本发明实施例提供的光敏剂DMMA-SCPI的多细胞损伤能力示意图。由图可知，通过DMMA-SCPI针对多种细胞如HepG2、Hela、4T1的损伤能力测试，发现DMMA-SCPI的多种细胞损伤能力都很弱。这说明，DMMA-SCPI在高浓度时基本不会造成正常细胞的损伤。
综上所述，本发明提供了一种聚集诱导发光光敏剂及其制备方法与应用。本发明提供的聚集诱导发光光敏剂，在光诱导条件下会产生超氧根阴离子自由基。所述聚集诱导发光光敏剂在高浓度时基本不会造成正常细胞的损伤，同时还可以有效杀菌。本发明评价了所述光敏剂的结构变化产生的光动力杀伤能力，比较了此类光敏剂和能够产生羟基自由基的聚集诱导发光光敏剂的光动力杀菌效果，并研究了所述光敏剂对正常细胞的损伤情况。结果表明，所述聚集诱导发光光敏剂主要产生超氧根阴离子自由基，在高浓度下光动力杀菌能力很强，并且不会损伤正常细胞。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，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。
Claims (10)
1.一种聚集诱导发光光敏剂，其特征在于，所述聚集诱导发光光敏剂包括以下化学结构式中的一种：
2.根据权利要求1所述的聚集诱导发光光敏剂，其特征在于，所述聚集诱导发光光敏剂在光诱导条件下产生超氧根阴离子自由基。
3.一种如权利要求1-2任一所述的聚集诱导发光光敏剂的制备方法，其特征在于，所述聚集诱导发光光敏剂中，DMMA-SCPI的制备方法包括步骤：
将N,N-二甲基间甲氧基苯胺分散在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，加入三氯氧磷，反应得到中间产物1；
将4-吡啶硼酸和3-溴苯乙腈分散在四氢呋喃和水的混合溶剂中，加入碳酸钾和催化剂四(三苯基膦)钯，反应得到中间产物2；
将中间产物1和中间产物2分散在乙醇溶剂中，加入分散在乙醇溶剂中的氢氧化钠，反应得到中间产物3；
将中间产物3分散在乙腈溶剂中，加入碘甲烷，反应得到终产物DMMA-SCPI；
合成路线为
4.一种如权利要求1-2任一所述的聚集诱导发光光敏剂的制备方法，其特征在于，所述聚集诱导发光光敏剂中，DMA-SCPI的制备方法包括步骤：
将4-吡啶硼酸和3-溴苯乙腈分散在四氢呋喃和水的混合溶剂中，加入碳酸钾和催化剂四(三苯基膦)钯，反应得到中间产物2；
将对二甲氨基苯甲醛和中间产物2分散在乙醇溶剂中，加入分散在乙醇溶剂中的氢氧化钠，反应得到中间产物4；
将中间产物4分散在乙腈溶剂中，加入碘甲烷，反应得到终产物DMA-SCPI；
合成路线为
5.一种如权利要求1-2任一所述的聚集诱导发光光敏剂的制备方法，其特征在于，所述聚集诱导发光光敏剂中，DPA-SCPI的制备方法包括步骤：
将4-吡啶硼酸和3-溴苯乙腈分散在四氢呋喃和水的混合溶剂中，加入碳酸钾和催化剂四(三苯基膦)钯，反应得到中间产物2；
将二苯氨基-4-苯甲醛和中间产物2分散在乙醇溶剂中，加入分散在乙醇溶剂中的氢氧化钠，反应得到中间产物5；
将中间产物5分散在乙腈溶剂中，加入碘甲烷，反应得到终产物DPA-SCPI；
合成路线为
6.一种如权利要求1-2任一所述聚集诱导发光光敏剂的应用，其特征在于，将所述聚集诱导发光光敏剂应用于制备光动力抗菌药物或治疗细菌感染疾病的药物。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述聚集诱导发光光敏剂的浓度为10-30μM。
8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述细菌包括革兰氏阳性菌和/或革兰氏阴性菌。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述细菌包括金黄色葡萄球菌和/或大肠杆菌。
10.一种如权利要求1-2任一所述聚集诱导发光光敏剂的应用，其特征在于，将所述聚集诱导发光光敏剂应用于制备治疗肿瘤的药物。
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| CN202310962080.8A Active CN116987027B (zh) | 2023-07-31 | 2023-07-31 | 一种聚集诱导发光光敏剂及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116987027B (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108055852A (zh) * | 2015-07-16 | 2018-05-18 | 香港科技大学 | 发射红或黄色莹光的聚集诱导发射生物探针 |
| CN108138043A (zh) * | 2015-11-10 | 2018-06-08 | 香港科技大学 | 红色荧光AIEgen |
| CN114040962A (zh) * | 2019-06-18 | 2022-02-11 | 香港科技大学 | 用于细胞器成像的发射红色荧光的化合物 |
-
2023
- 2023-07-31 CN CN202310962080.8A patent/CN116987027B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108055852A (zh) * | 2015-07-16 | 2018-05-18 | 香港科技大学 | 发射红或黄色莹光的聚集诱导发射生物探针 |
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| CN114040962A (zh) * | 2019-06-18 | 2022-02-11 | 香港科技大学 | 用于细胞器成像的发射红色荧光的化合物 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| CHRIS Y. Y. YU等: "Mitochondrion-Anchoring Photosensitizer with Aggregation-Induced Emission Characteristics Synergistically Boosts the Radiosensitivity of Cancer Cells to Ionizing Radiation", 《ADV.MATER.》, vol. 29, pages 1606167 * |
| FENGYAN SONG等: "A switchable multimode microlaser based on an AIE microsphere", 《J. MATER. CHEM. C, 》, vol. 9, pages 11180 - 11188 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116987027B (zh) | 2024-07-09 |
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