[发明专利]一种硫酸酯酶响应的AIE纳米探针及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种硫酸酯酶响应的AIE纳米探针及其制备方法与应用，该探针其结构式如下式Ⅰ所示。本发明的探针是具有AIE信号放大功能的纳米探针监测硫酸酯酶，其以疏水性的喹啉‑丙二腈(DQM)衍生物作为核心，亲水性的硫酸酯键作为硫酸酯酶的响应基团。本发明的探针制备简单简单，使用方便，从响应前后的荧光强度变化就可以快速检测硫酸酯酶，实现了快速检测的目的。该探针的特点在于本身无荧光，但可与硫酸酯酶快速反应之后，产生明显的荧光信号增强，从而实现对硫酸酯酶选择性快速检测。因此，本发明中的探针可以作为一个有效的工具来检测肿瘤中的硫酸酯酶，具有可以作为吸入造影剂应用于肿瘤诊断的潜力。

技术领域

本发明属于生物医药领域，具体涉及一种硫酸酯酶响应的AIE纳米探针及其制备方法与应用。

背景技术

硫酸酯酶是一个高度保守的蛋白家族，在结构和功能上具有高度同源性。它们可以催化来自多种底物的硫酸酯键的水解，包括糖胺聚糖，硫脂和类固醇硫酸盐。硫酸酯酶与多种病理生理状况有关，例如激素依赖性癌症，溶酶体贮积病，发育异常和细菌发病机制。绝大多数乳腺肿瘤过表达该酶，并且有迹象表明硫酸酯酶在前列腺癌中起作用。因此，检测硫酸酯酶对于诊断硫酸酯酶高表达的癌症和了解硫酸酯酶的病理活性是有益的。

在2001年，唐本忠团队提出了聚集诱导发光(AIE)的概念(Aggregation-inducedemission of 1-methyl-1,2,3,4,5-pentaphenylsilole)，该概念描述了一种与ACQ效应相反的异常现象，在溶液中显示出微弱的荧光甚至没有荧光，但是一旦聚集就发出强烈的荧光。AIE分子固态发光的主要因素是分子内运动限制，包括分子内转动和振动限制。当分子聚集时，原本消耗分子激发态能量的分子内运动被抑制，从而使得猝灭分子荧光的非辐射跃迁被极大地抑制，分子主要通过辐射跃迁释放能量而发光。同时，AIE分子一般具有扭曲的分子结构，在聚集时难以形成π-π堆积，因而也减少了激发态能量通过非辐射通道衰减。限制分子内运动的方法主要有静电吸引，氢键，疏水作用和溶解度变化。其中，疏水性相互作用是蛋白质折叠的主要驱动力。当蛋白质中的疏水侧链聚集蛋白质内部，而不是被水溶剂化时，蛋白质在水中是很稳定的。因此，在水性介质中，两性有机发光剂由水性介质中的疏水性相互作用驱动进入疏水域或蛋白质折叠结构中的孔。由于孔的体积有限，分子内运动被限制使发光剂形成聚集体。AIE限制分子内运动机制使得该方法适用于AIE生物探针的设计。基于AIE光致发光剂的出色特性，通过与识别单元集成设计了特定的酶生物探针，显示出许多优势，包括低背景干扰，高信噪比和出色的光稳定性。

当前，荧光探针具有灵敏度高、选择型好、无创等优点，是一种检测硫酸酯酶的可靠的方法。但是由于荧光探针发射波长短，Stokes位移小，或聚集引起的淬灭效应的限制，很少有荧光探针被开发用于检测体内硫酸酯酶的活性。因此迫切需要深层组织穿透的荧光探针进行体内硫酸酯酶的成像。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种硫酸酯酶响应的AIE纳米探针，该分子探针可被硫酸酯酶特异性水解，释放荧光团，并实现荧光信号的二次增强，用于硫酸酯酶的检测，有效解决由于荧光探针发射波长短，Stokes位移小，或聚集引起的淬灭效应的限制。

本发明还提供了所述硫酸酯酶响应的AIE纳米探针的制备方法和应用。

技术方案：为了实现上述目的，本发明所述一种硫酸酯酶响应的AIE纳米探针，简记为DQM-SULF，该探针由荧光团和硫酸酯两部分组成，其结构式如下式I所示：

本发明所述硫酸酯酶响应的AIE纳米探针的制备方法，包括如下步骤：

(1)将2-甲基喹啉和碘乙烷溶解于无水乙腈中，在惰性气体保护下于搅拌反应将反应混合物冷却至室温后，沉淀物真空过滤洗涤干燥过得到化合物2；

(2)将化合物2溶解于乙醇中，然后加入丙二腈和乙醇钠反应，反应完成后，将沉淀物过滤，并用洗涤得到化合物3；