含磺酰胺结构的苯并噻二唑荧光染料的合成及应用

作     者：夏伟康 

作者单位：三峡大学 

学位级别：硕士

导师姓名：汪磊;郑梯和

授予年度：2022年

学科分类：1002[医学-临床医学] 081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070302[理学-分析化学] 100214[医学-肿瘤学] 0703[理学-化学] 10[医学] 

主      题：苯并噻二唑 磺酰胺 靶向溶酶体 长效示踪 

摘      要：荧光成像作为一种高效便捷成像手段,可实现对肿瘤细胞进行有效示踪,为肿瘤治疗能够提供理论指导和技术支持。然而,传统的荧光材料存在斯托克斯位移小、一定的细胞毒性、细胞渗透率低、高光漂白性、ACQ效应等缺点,导致难以对肿瘤细胞进行长效示踪。因此,本文以优异光学性能的苯并噻二唑类为荧光母核,引入具有优异生物相容性的磺酰胺类结构,设计合成了系列含磺酰胺结构的苯并噻二唑荧光染料,并将其应用于肿瘤细胞长效示踪研究。(1)首先设计合成了一种含N,N-二甲基磺酰胺结构的苯并噻二唑类荧光染料SIBIS。通过核磁和高分辨质谱确定其结构。研究SIBIS的溶剂化效应和AIE效应,发现SIBIS具有较大的斯托克斯位移(约155 nm)、一定的AIE特性。同时,SBIS表现出优异的光稳定性和较低的细胞毒性,可应用于生物成像领域。细胞成像及定位细胞定位实验结果证明,SIBIS能够有效靶向活细胞溶酶体区域。体外长效示踪结果表明SIBIS可有效示踪4T1细胞分裂15代以上。(2)针对SIBIS仍处于可见光发射区域的缺陷,在SIBIS的结构基础上引入三苯胺基团,制备出具有良好AIE效应的远红外荧光染料SIBIS-TPA。研究其光物理性质,发现SIBIS-TPA的荧光发射处于远红外区域(650 nm)、显著的AIE效应、较大的斯托克斯位移(166 nm)。同时SIBIS-TPA具有良好的光稳定性和较低的细胞毒性。细胞定位实验结果证明SIBIS-TPA能够有效的靶向细胞溶酶体区域。4T1长效跟踪结果表明,SIBIS-TPA一直聚集在溶酶体中,可以跟踪4T1细胞分裂长达9代以上。(3)为使荧光染料红移至近红外区域,引入3-己基噻吩基团,利用长链烷基的屏蔽效应,降低荧光染料的π-π堆积效应,制备了具有近红外荧光染料SIBIS-THT。研究其光物理性质,发现SIBIS-THT具有近红外发射射波长(700 nm)、较大的斯托克斯位移(187 nm)、更为优异的AIE效应等光学性质。同时SIBIS-THT具有良好的光稳定性和较低的体外毒性。细胞定位实验结果证明SIBIS-THT能够有效的靶向细胞溶酶体区域。体外活细胞示踪证明,SIBIS-THT可有效示踪4T1细胞分裂长达8代以上。因此,近红外荧光染料SIBIS-THT可作为一类具有生物应用价值的肿瘤术中诊断示踪剂。