[发明专利]一种特异性靶向细胞内脂滴的长荧光寿命纳米探针

说明书

本发明属于医药技术领域，公开了一种特异性靶向细胞内脂滴的长荧光寿命纳米探针，具体涉及一种热激活延迟荧光(TADF)纳米探针材料的细胞脂滴荧光成像。本发明为一种已知的TADF纳米探针，本文记载为AI‑Cz‑M，在细胞或活体水平对HepG2、HeLa、3T3‑L1和WT1细胞内的脂滴进行特异性荧光检测与荧光寿命成像的应用。AI‑Cz‑M由两亲性共聚物DSPE‑PEG2000包裹疏水性TADF分子AI‑Cz组成。首次证明该胶束可以特异性标记脂滴，操作简单，可进一步对脂滴进行定量研究，纳米探针溶液平均粒径64nm，荧光寿命143μs，斯托克位移大、荧光背景低、生物兼容性好，不仅可以对脂滴进行荧光强度成像，还可以对其进行荧光寿命成像，在细胞脂滴荧光成像应用方面具有广阔的前景。

技术领域

本发明属于医药技术领域，具体涉及一种热激活延迟荧光(thermally activateddelayed fluorescence,TADF)纳米探针材料的细胞脂滴荧光成像。

背景技术

脂滴(lipid droplet,LDs)是用于存储中性脂质的动态亚细胞细胞器，主要存在于脂肪细胞、肝细胞、肾上腺皮质和肌细胞中，并在多种生物过程，包括脂质储存和代谢、膜形成和维持、蛋白降解、信号转导和细胞凋亡等^[1,2]。据报道，细胞中LDs的异常与多种疾病密切相关，包括脂肪肝、高脂血症、肥胖症、II型糖尿病、动脉粥样硬化、炎症、病毒感染，甚至是阿尔茨海默氏病^[3-5]。最近的研究进一步揭示，LDs在细胞中的异常行为应被视为癌症的关键标志物^[6,7]。为了研究LDs的结构及其多种多样的功能，开发了一系列用于LD成像和跟踪的染料，其中苏丹Ⅲ、苏丹Ⅳ、锇酸、油红O等是普通光学显微镜观测中较为常用的染料，但这些染料操作步骤繁琐，并且难以在活细胞中进行追踪观测，不能进行定量研究。近年来，发展了荧光探针染料用于细胞中脂滴的观测，其中较为广泛应用的有两个商业化的脂滴探针：尼罗红(Nile Red)和氟硼二吡咯(BODIPY)。但是这两种探针又有各自的不足，Nile Red选择性差，染色脂滴的同时也会把细胞中其他疏水性结构一同染色，导致信噪比较低；BODIPY相对于Nile Red选择性有所增加，但是由于其具有较小的斯托克斯位移，导致激发和发射光谱有重叠。因此，迫切的需要一种具有高选择性和大斯托克斯位移的荧光探针，能够特异性的识别LDs，并实现高质量的LDs成像。

热激活延迟荧光(TADF)材料就是一类具有大斯托克斯位移的长荧光寿命材料，具有荧光效率高和荧光寿命长等优点。自从Adachi等人首次报道了用于高效有机发光二极管(oganic light emitting diodes,OLEDs)的TADF材料以来，众多新型分子结构的TADF材料的设计和合成被相继报道^[8-10]。理论上，TADF材料需要在最低激发单重态(S₁)和最低激发三重态(T₁)之间有足够小的能极差(ΔE_ST0.3eV)，来实现有效的反系间穿越(reverseintersystem crossing,RISC)过程。RISC过程使TADF基团具有发光效率高和荧光寿命长的延迟荧光特性^[11,12]。如今，荧光寿命探针通过时间分辨成像技术可以有效避免生物体内自发荧光的干扰，在荧光寿命生物成像中已经得到了广泛的应用^[13-18]。