[发明专利]基于苯并噻二唑的荧光材料、荧光聚合物、荧光纳米粒子以及制备方法和应用

说明书

本发明公开基于苯并噻二唑的荧光材料、荧光聚合物、荧光纳米粒子以及制备方法和应用，属于AIE荧光材料技术领域。本发明提供基于苯并噻二唑的荧光材料，其分子结构如式Ⅰ所示。还提供荧光材料的制备方法，基于荧光材料制成的荧光聚合物及其制备方法，以及基于荧光聚合物实现自组装成荧光纳米粒子。本发明制备具有电子受体‑供体(AD)结构的荧光材料，AD结构赋予了材料优异的光学性能，在荧光材料基础上，将荧光材料与亲水单体通过RAFT聚合反应合成了两亲性荧光聚合物，解决了AIE有机荧光材料不溶于水的问题。制得的荧光聚合物具有两亲性，在水溶液中自组装成荧光有机纳米粒子(FONs)，完美解决了荧光材料的水溶性的问题，展示其在生物成像领域的应用前景。

技术领域

本发明涉及AIE荧光材料技术领域，具体涉及基于苯并噻二唑的荧光材料、荧光聚合物、荧光纳米粒子以及制备方法和应用。

背景技术

随着数字成像和计算机图像分析技术的发展，荧光材料因为可以使医疗活动和科学研究变得更加方便和直观越来越重要。然而，传统荧光材料存在生物相容性差、分辨率低、细胞毒性强、抗光漂白性差、聚集猝灭(ACQ) 等问题，严重限制了其在生物学和医学领域的应用。2001年，Tang课题组发现了一种具有聚集诱导发射(AIE)效应的荧光材料，由于其独特的光物理性质，越来越受到人们的关注。2016年，AIE荧光材料被评为未来四大纳米荧光材料之一，再次成为研究热点。AIE荧光材料具有生物相容性好、分辨率高、抗光漂白能力强、低细胞毒性、易功能化等优点，正好弥补了传统荧光材料的不足。AIE荧光材料通常具有扭曲结构、自由旋转、自由度较大等特点，目前，已广泛应用于细胞追踪、传感器、药物合成、超高分辨率成像、临床医学等领域。

苯并噻二唑(BTA)相关学术研究一直是热点，BTA在荧光分子的构建和生物医药化学领域应用方面发挥着重要作用。学者们在基于BTA的生物药物化学方面做了大量工作，例如离子检测、生物成像等。BTA作为芳香族杂环和官能团被引在分子骨架中，可以抑制ACQ效应带来的负面影响，增加荧光强度。另外，BTA也是一种热稳定的电子受体，可以与电子供体形成电子AD结构。从结合效应来看，A-D结构可以改变染料分子的电子流动方向和电子云密度分布，从而影响光学性质，包括吸收和发射波长。BTA还具有细胞毒性低、生物利用度高、生物相容性好的特点。所有关于BTA的研究都表明，BTA衍生物在生物成像和诊断领域具有巨大的应用潜力。有学者利用一步Suzuki反应合成了带有BTA基团的BTD-TPA和BTD-NPA两种红色发光剂，它们具有高稳定性的可逆氧化还原对和高荧光量子产率的 AIE特征。还有学者合成了另外两种具有AD结构的BTA衍生物PIPBT-TPE 和PITBT-TPE，并将其封装在DSPE-PEG基质，成功制备了具有绿色和红色荧光的有机点。这两种有机点都可以很好地用于活体小鼠耳部皮肤血管的实时双光子成像，表明其在活细胞和组织成像中的应用前景。

目前，现有AIE荧光材料正处于蓬勃发展、百花齐放的一个时期，各种各样的AIE荧光材料正在被相继开发，本发明的方案为满足市场对AIE荧光材料及其应用更大的需求。

发明内容

本发明的目的是提供基于苯并噻二唑的荧光材料、荧光聚合物、荧光纳米粒子以及制备方法和应用，以解决现有满足市场对AIE荧光材料及其应用更大的需求的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

本发明提供一种基于苯并噻二唑的荧光材料，其分子结构如式Ⅰ所示：

式中：R₁为：苯、联苯或萘；R₂为：9、10-二苯乙烯基蒽、四苯乙烯、六苯基噻咯或吩噻嗪；R₃为：苯、联苯、萘或C₁-C₆烷基；

优选地，所述的基于苯并噻二唑的荧光材料，其分子结构如式Ⅱ所示：