基于二酮吡咯并吡咯的NIR-Ⅱ聚合物的合成及应用

作     者：李利利 

作者单位：东北师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈莉

授予年度：2022年

学科分类：1007[医学-药学(可授医学、理学学位)] 07[理学] 08[工学] 070302[理学-分析化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 10[医学] 100701[医学-药物化学] 

主      题：二酮吡咯并吡咯 共轭聚合物 近红外二区 荧光成像 光热效应 

摘      要：具有高灵敏度、高时间和空间分辨率、操作简单以及成本低等优点的荧光成像技术,在检测生物分子、药物分布代谢跟踪、癌症早期诊断以及影像引导治疗中,发挥着非常重要的作用。与近红外一区（NIR-Ⅰ,700-900 nm）相比,近红外二区（NIR-Ⅱ,900-1700 nm）荧光成像具有生物自发荧光低、组织穿透性强和信噪比高等优点,有利于深部疾病的精确诊断。生物安全性高、排泄速度快、化学结构明确的有机聚合物材料,是构建NIR荧光材料的理想之选。虽然NIR荧光成像在疾病的诊断中具有很好的应用前景,但其水溶性差、荧光成像效果差和有机荧光探针量子产率低等问题仍需有待解决。为了提高荧光成像效果及量子产率,本论文从分子的结构设计入手,以二酮吡咯并吡咯（DPP）为受体单元,选择不同的给体单元,并合成了两种有机NIR-Ⅱ聚合物。对其结构、成像及生物应用进行了研究,主要包括:（1）以二酮吡咯并吡咯（DPP）为受体单元,Tr（?）ger’s Bases衍生物为给体单元,通过偶联反应制备了一种多功能的共轭聚合物P-TB。该聚合物具有扭曲结构,可以防止分子间堆积,减弱聚集诱导猝灭,提高荧光成像效果。将P-TB聚合物包覆于两亲性物质DSPE-PEG2000中,通过纳米沉淀法形成尺寸为89 nm的水溶性纳米颗粒P-TBNPs。P-TBNPs吸收和发射波长分别为646 nm和1050 nm,量子产率为0.41%,实现了对荷瘤小鼠的NIR-Ⅱ荧光成像。在激光照射下,该材料温度可达到49℃,具有在NIR-Ⅱ荧光成像引导下的光热治疗的潜能。（2）为了提高荧光量子产率,改变给体单元,采用给电子能力更强的含氧多噻吩作为给体单元,具有强接受电子能力的DPP作为受体单元,通过偶联反应制备了一种新型共轭聚合物P-TP。将P-TP聚合物包覆于两亲性物质DSPE-PEG2000中,通过纳米沉淀法形成尺寸为82 nm的水溶性纳米颗粒P-TPNPs。P-TPNPs吸收和发射波长分别为650 nm和950 nm,量子产率为0.65%,实现了对荷瘤小鼠的NIR-Ⅱ荧光成像。在激光照射下,该材料温度可达到53℃,此温度可以消融肿瘤,具有在NIR-Ⅱ荧光成像引导下的光热治疗的潜能。