[发明专利]用于多模态成像及诊疗的近红外二区聚集诱导发光分子及其应用

说明书

本发明涉及有机荧光材料的设计，具体地，本发明涉及了一类具有聚合诱导发光特性的分子，其具有明亮的近红外二区发射、高活性氧产生能力和出色的光热转换效率。这类聚合诱导发光分子可以充分利用其激发态能量，在辐射跃迁和非辐射跃迁之间保持完美的平衡，以满足近红外二区荧光成像(FLI)/光声成像(PAI)/光热成像(PTI)三模态成像，并且能够实现光动力疗法(PDT)/光热疗法(PTT)的抗肿瘤协同疗法。

技术领域

本发明涉及有机荧光材料的开发，具体地，涉及了一类具有聚合诱导发光特性的分子，及其用于近红外二区荧光成像(FLI)/光声成像(PAI)/光热成像(PTI)多模态成像的用途，以及通过多模态成像结合光动力疗法(PDT)/光热疗法(PTT)的抗肿瘤用途。

背景技术

癌症作为近几十年来的主要死亡原因之一，由于其低存活率和在世界范围的流行，一直受到密切关注。传统的肿瘤治疗方法包括手术、放疗、化学疗法、靶向治疗以及以上几种方法的结合，这些传统的肿瘤治疗方法或多或少会带来一系列不可避免的副作用。因此，寻找对癌症患者造成最小损害和非侵入性的疗法是十分必要的。在这种背景下，光诱导诊疗学已经成为一种流行的前沿技术。光诱导诊疗学将成像和治疗相结合以同时实现对肿瘤位置的识别和对肿瘤的特异性消融，对于提高肿瘤诊疗的时空分辨率和高精度是十分有利的。其中，光诱导的多模态诊疗是一种公认更为先进的策略，它通过组合多种成像模式和/或治疗模式来促进疾病的精确诊断和有效治疗。由于每种成像方式都有其自身的优缺点，因此多模态诊疗平台能够克服单模态的局限性，并提供互补的成像信息和更好的治疗效果。但是，这样的多模态诊疗平台远非理想，有待探索。

至今已经有各种各样的光诊疗剂被开发出来，其中有机荧光小分子由于具有更好的生物相容性和生物降解性、更小的细胞毒性和体内毒性、以及易于修饰的结构和光学性质等特点而脱颖而出。对于有些具有平面结构的传统荧光分子，它们具有很多缺点，例如聚集诱导猝灭(ACQ)效应、小的斯托克斯位移、差的光稳定性等，这些缺点极大地妨碍了它们的实际使用。直到2001年唐本忠等人首次提出聚集诱导发光(AIE)，聚集诱导猝灭的问题才得到了完美解决。与聚集诱导淬灭荧光分子相反，具有聚集诱导发光特性的荧光分子在溶液中几乎不发光，但聚集时由于分子内运动受限(RIM)原理而会产生强发射。聚集诱导发光分子具有高亮度、较大的斯托克斯位移和高抗光漂白性等优势。许多聚集诱导发光分子构造在具有足够多分子转子的螺旋桨状结构上，这些分子转子可以在溶液状态下耗散能量。聚集诱导发光分子的自由旋转和振动会促进热量和光热转化声波的产生。出于这个原因，当聚集诱导发光分子以单分子形式存在时，它们被认为适用于光声成像(PAI)、光热成像(PTI)和光热疗法(PTT)。而且，聚集诱导发光分子已被证明是出色的活性氧(ROS)产生剂，尤其是在聚集时，因此可以应用于光动力疗法(PDT)。总结来说，聚集诱导发光分子已经成为能够满足多模态成像指导治疗的全能诊疗材料。尽管如此，在近红外二区窗口中具有长发射波长的聚集诱导发光分子仍然很少。考虑到近红外二区荧光成像的优势，包括更深的穿透力、较小的组织散射和自发荧光、以及出色的成像分辨率，期望的基于聚集诱导发光分子的诊疗系统仍有待探索。

发明内容

如上所述，本领域期望开发一种聚集诱导发光分子，其在近红外二区中具有较高的发光强度，适合用于包括近红外二区荧光成像(FLI)、光声成像(PAI)和光热成像(PTI)的多模态成像，能够实现肿瘤消融，并且能够将多模态成像与光热疗法和/或光动力疗法结合用于非侵入性的抗肿瘤治疗。