[发明专利]具有聚集诱导发光和宽光谱吸收特性的光敏剂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和宽光谱吸收特性的光敏剂以及该光敏剂的制备方法。所述的光敏剂具有式I所示的结构。另外，本发明还提供了所述光敏剂在光照下对癌细胞和细菌的杀死应用。测试表明，本发明提供的光敏剂具有吸收光谱宽、活性氧产生能力强、黑暗下生物相容性好和光照下对癌细胞和细菌杀灭效果好等优点

技术领域

本发明属于生物化学领域，具体涉及一类具有聚集诱导发光和宽光谱吸收特性的光敏剂的及其制备方法和在杀死癌细胞和细菌中的应用。

背景技术

光动力治疗(photodynamic therapy，PDT)是一种已经被应用于临床的新兴治疗手段。由于非侵入性、治疗区域可以通过光照控制以及不会产生耐药性等优点，光动力学治疗已经被应用于癌症治疗，细菌和真菌感染治疗中。其工作原理是，光敏剂在受到合适波长光的照射下会被激发到单线激发态，单线激发态通过隙间穿越到三线激发态，光敏剂从三线激发态回到基态时，会敏化周围三线态氧分子上，进而产生活性氧。活性氧可以破坏病变组织中的细胞、细菌及真菌等(Adv.Funct.Mater.2018，28，1804632)。光、光敏剂和氧分子是光动力学治疗中的三个要素，而光敏剂在其中起到了至关重要的作用，因此发展高效率光敏剂十分必要。

传统的光敏剂(如含四吡咯结构的光敏剂)由于Π-Π堆积等作用，光敏效率及荧光强度在聚集状态时都会大大减弱(Adv.Mater.2018，30，1801350)。而聚集诱导发光现象(aggregation-induced emission，AIE)的发现为光敏剂的发展提供了新的思路。扭曲的空间构型使得AIE分子在聚集状态时可以减少Π-Π堆积作用。由于分子内运动受限(restriction of intramolecular motion，RIM)原理，AIE分子在聚集状态时可以尽量减少振动和转动带来的能量损失。因此，AIE光敏剂在聚集状态时通常表现为光敏效率和荧光强度的双重增强。另外，生物相容性较好是AIE光敏剂的另一大优点。AIE光敏剂已经成为研究热点(Nanoscale，2019，11，19241)，并有望取代传统光敏剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一类具有聚集诱导发光和宽光谱吸收特性的光敏剂。该类染料具有聚集诱导发光荧光团及咔唑基团，其主要优点是吸收光谱宽、活性氧产生能力强、黑暗下生物相容性好以及光照下可以有效杀死癌细胞和细菌。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种具有聚集诱导发光和宽光谱吸收特性的光敏剂，其结构为式I所示：

式I中，

R₁独立选自：C₁～C₁₂的烃基，苯基或式II所示基团(其中曲线标记处为取代位，下同；在式II中，n为0～10的整数)中的任意一种；

R2独立选自：吡啶基团、式III所示基团或式IV所示基团的任意一种。

另一方面，本发明还提供了一种上述具有聚集诱导发光和宽光谱吸收特性光敏剂的制备方法，其主要步骤包括：在碱性催化剂(哌啶)的存在下，由式V所示结构的化合物与式VI或式VII所示结构的化合物于有机溶剂(乙腈)中回流反应10-12h，经过Knoevenagel缩合生成式I所示结构的光敏剂。

其中，R₁取代基与前文所述相同。

在本发明的一个优选技术方案中：

R₁分别独立选自：C₁～C₁₂的直链或支链烷基，苯基或式II所示基团(n为0～10的整数)中的任意一种；

R2为吡啶基团、式III所示基团或式IV所示基团的任意一种。