[发明专利]一种具有聚集诱导发光性能的化合物及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种具有聚集诱导发光性能的化合物及其制备方法和应用，该化合物的化学结构通式如下：该化合物以呋喃并吡啶、噻吩并吡啶、硒酚并吡啶等杂环为分子结构骨架，通过改变分子结构R₁位的供电子基团和R₂位的烷基链合成一系列具有聚集诱导发光性能的化合物，该化合物在可见光或激光照射下能产生大量羟基自由基和单线态氧两种类型活性氧既能杀死癌细胞而对正常细胞无毒性又能选择性杀死细菌，可作为光敏剂用于光动力治疗；且该类光敏剂与癌细胞和细菌作用后由于分子内运动受限，产生强荧光发射，可用于光动力治疗过程的可视化监测，可有效解决现有的光敏剂存在的发射波长短、光稳定性差的问题。

技术领域

本发明属于光敏剂技术领域，具体涉及一种具有聚集诱导发光性能的化合物及其制备方法和应用。

背景技术

癌症和病菌感染已对全球健康构成威胁，且二者又密切相关。病菌感染可诱发癌症，同时免疫力低下的晚期癌症病人易受病菌感染。目前临床上需要同时使用抗癌药物和抗菌药物，才能达到癌症和相关病菌的治疗。但是，多重药物的联合使用显著地增加了潜在的风险和毒副作用，如耐药性等。因此，寻找能同时抗癌和抗菌的新型方法应用于临床具有重要的意义。

近年来，光动力疗法(PDT)以其非侵入性、无耐药性和副作用小等优点在癌症治疗和病原菌杀灭展现出广泛的应用潜力。PDT基于光敏剂的基态电子吸收激发光能量后从基态跃迁到激发态，经隙间蹿跃到达激发三重态后经两种途径产生活性氧，可氧化脂质、蛋白质、核酸等多种生物分子，从而灭活病原菌和肿瘤组织。与此同时，当被激发的电子从第一激发态回到基态会发出荧光，可以用于荧光成像。光敏剂可以同时用于荧光成像和光动力治疗，这为构建集癌症和细菌感染诊断与治疗于一体的多功能平台提供了良好的基础。

光敏剂是决定治疗效果的关键因素之一。然而，传统的光敏剂分子由于π-π堆叠或其他非辐射路径，而在高浓度或聚集状态下产生聚集诱导猝灭(ACQ)的缺点限制了光动力治疗的发展。相比于传统的ACQ光敏剂，聚集诱导发光(AIE)可将光敏剂非辐射衰变能量损失减为最小，激发态为荧光和系间窜越保留能量，因此使荧光增强和系间窜越概率增大。此外，非辐射衰变能量降低的同时，能够减小单线态和三线态的间隙，进一步增加了系间窜越的概率，产生更多活性氧，从而显著增强光动力治疗的效果。

尽管大量的AIE光敏剂已经被报道，但现有的AIE光敏剂大部分存在发射波长短，光稳定性差等缺点。

发明内容

针对现有技术中存在上述的问题，本发明提供一种具有聚集诱导发光性能的化合物及其制备方法和应用，该类化合物具有较长的发射波长，可应用于检测和治疗细菌感染、肿瘤疾病等方面，有效解决现有的光敏剂存在的发射波长短、光稳定性差的问题，不仅可以同时实现细菌感染和肿瘤疾病的检测和治疗，而且还可以对整个治疗过程进行可视化监测，进而会为我们提供更多准确实用的信息并优化和提高治疗效果，从而实现对疾病的可视化检测和精准治疗。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种具有聚集诱导发光性能的化合物，其化学结构通式如下：

其中，R₁：n＝0-7、R`为C1-C12烷基、

R₂为C₁-C₁₀烷基、n＝1-10、

X为O、S、Se；

Y^-为Cl^-、Br^-、I^-、PF₆^-、PF₄^-、BF₄^-、CH₃COO^-或CF₃COO^-。