基于三氰基呋喃为电子受体的AIE探针构建及其在生物诊疗中的应用研究

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诊疗通过将诊断和治疗结合起来,可有效提高精准治疗效率并减少副作用。荧光探针具有时空分辨率高、灵敏度高、可实时原位监测等优点,通过结合治疗功能已被用于构建多种诊疗工具。然而,传统的荧光分子存在聚集猝灭发光(ACQ)缺陷,严重限制了其在诊疗中的应用。与之相反,聚集诱导发光(AIE)分子在聚集状态下高效发光,可以有效克服传统ACQ荧光分子的缺陷,而且AIE探针具有制备简便、光稳定性好等优点,适合于长期成像监测。基于这些独特的优势,AIE探针已被广泛应用于生物传感和成像。此外,基于AIE分子构建诊疗探针,可有效提高治疗效率和精度。然而,目前大多AIE诊疗体系需要繁杂的合成步骤引入刺激响应基团,且可能产生毒副产物。为了克服上述不足,本文以三氰基呋喃(TCF)为电子受体、乙烯基为桥连子、三苯胺或三苯胺噻吩为电子给体,构建了D-π-A型AIE探针DBATCF和TPATCF,不仅可实现脂滴特异性成像,且可与S2-反应形成相应的加成产物AIEgen-S,并用于创面渗出液(水)响应控释硫化氢(H2S),促进皮肤创面的修复。具体研究内容如下:(1)脂滴的异常积累与肥胖、糖尿病及癌症密切有关,因此脂滴的高信噪比荧光成像有助于相关疾病的研究。本论文第二章中,以三氰基呋喃(TCF)为电子受体、乙烯基为桥连子、三苯胺或三苯胺噻吩为电子给体,构建了D-π-A型AIE探针DBATCF和TPATCF,基于分子内电荷转移(ICT)和分子内运动受限(RIM)机制,赋予其近红外发射、光稳定性良好等优异的光物理性质,实现了脂滴的快速、免洗双光子成像,并可用于揭示脂滴的蓄积与细胞生理状态之间的关系。(2)皮肤是人体的第一道保护屏障,极易受到创伤、烧伤等损伤。硫化氢(H2S)通过减轻炎症、促血管生成等作用,可有效促进皮肤创面的修复。本论文第三章中,基于TPATCF在二甲基亚砜溶液中,可与S2-发生高效的加成反应,构建了创面渗出液(水)响应的诊疗探针TPATCF-S并用于促皮肤创面修复。以大鼠皮肤全层缺损为模型,该诊疗探针接触皮肤创面渗出液时,可快速释放H2S,加速皮肤修复进程,并可通过探针颜色的变化,实时监测H2S的释放过程。此外,该诊疗探针在控释H2S过程中,无任何毒副产物生成,具有优异的生物相容性。
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