一种细胞外比率型氧传感探针及其制备方法和应用与流程

技术特征：

1.一种比率型氧传感探针，其特征在于，所述比率型氧传感探针包括载体和包裹在载体中的氧敏感化合物，所述载体由两亲性接枝聚合物和连接在所述两亲性接枝聚合物上的聚集诱导发光基团构成。

2.根据权利要求1所述的比率型氧传感探针，其特征在于，所述聚集诱导发光基团连接在两亲性接枝聚合物的疏水支链末端；

优选地，所述聚集诱导发光基团连接在两亲性接枝聚合物的主链上形成从主链上接出的聚集诱导发光分子支链。

3.根据权利要求1或2所述的比率型氧传感探针，其特征在于，所述载体为具有式I或式II所示的聚合物：

式I中，R₁和R₂独立地为H、C1-C5烷基或-R-CN，R为C1-C5亚烷基或不存在；R₃为疏水聚合物基团；R₄为亲水性基团；A为聚集诱导发光基团；0＜x＜1，0＜y＜1，且x+y＝1；m为10-1000的整数；

式II中，R₁、R₂和R₅独立地为H、C1-C5的烷基或-R-CN，R为C1-C5的亚烷基或不存在；R₃为疏水聚合物基团；R₄为亲水基团；A为聚集诱导发光分子基团；0＜x₁＜1，0＜x₂＜1，0＜y＜1，且x₁+x₂+y＝1；m为10-1000的整数。

4.根据权利要求3所述的比率型氧传感探针，其特征在于，在式I中R₃为其中n₁为10-300的整数，n₂为10-300的整数；

优选地，在式I中R₄为中的任意一种，p为1-100；

优选地，在式I中A为R_a为C1-C8的直链烷基或支链烷基，R_b为C1-C8的直链亚烷基或支链亚烷基；

优选地，所述载体为具有以下式a-d所示结构的两亲性接枝聚合物中的一种或至少两种的组合：

在式a中，A为0＜x＜1，0＜y＜1，且x+y＝1；m为10-1000的整数；

在式b中，A为0＜x＜1，0＜y＜1，且x+y＝1；m为10-1000的整数；

在式c中，A为0＜x＜1，0＜y＜1，且x+y＝1；m为10-1000的整数；

在式d中，A为0＜x＜1，0＜y＜1，且x+y＝1；m为10-1000的整数；

优选地，在式II中R₃为中的任意一种，其中R₆为H、取代的或未取代的C1-C12的直链烷基或取代的或未取代的C1-C12的支链烷基；q为1-300的整数；

优选地，在式II中R₄为中的任意一种，p为1-100；

优选地，在式II中A为中的任意一种，其中R₇、R₈、R₉和R₁₀独立地选自C1-C8的直链烷基或支链烷基，优选甲基、乙基或丙基，X为Cl或Br；

优选地，所述载体为具有以下式e或式f所示结构的两亲性接枝聚合物或两者的组合：

在式e中，A为0＜x₁＜1，0＜x₂＜1，0＜y＜1，且x₁+x₂+y＝1；m为10-1000的整数；

在式f中，A为0＜x₁＜1，0＜x₂＜1，0＜y＜1，且x₁+x₂+y＝1；m为10-1000的整数。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的比率型氧传感探针，其特征在于，所述氧敏感化合物为五氟四苯基卟啉铂。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的比率型氧传感探针的制备方法，其特征在于，所述方法为：制备得到连接有聚集诱导发光基团的两亲性接枝聚合物载体，利用所述两亲性接枝聚合物载体进行自组装包裹氧敏感化合物得到所述比率型氧传感探针。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述连接有聚集诱导发光基团的两亲性接枝聚合物载体为具有式I或式II所示的聚合物；

优选地，式I所示的聚合物的制备方法包括以下步骤：

(1)以聚集诱导发光分子A-OH为引发剂引发疏水单体B发生聚合反应，得到连接有聚集诱导发光分子基团A的疏水聚合物A-R₃-H，反应式如下：

A-OH+B→A-R₃-H

(2)将步骤(1)得到的疏水聚合物A-R₃-H与式III所示酰氯化合物反应得到式IV所示疏水聚合物单体，反应式如下：

(3)将步骤(2)得到的式IV所示疏水聚合物单体与式V所示亲水单体发生聚合反应得到式I所示聚合物，反应式如下：

优选地，步骤(1)所述疏水单体B为丙交酯或ε-已内酯，优选ε-已内酯；

优选地，步骤(1)所述聚集诱导发光分子A-OH与疏水单体B的摩尔比为1:(2-500)；优选1:(5-100)；

优选地，步骤(1)所述聚合反应在催化剂存在下进行；

优选地，所述催化剂为辛酸亚锡；

优选地，步骤(1)所述聚合反应在保护性气体存在下进行，所述保护性气体优选氮气；

优选地，步骤(1)所述聚合反应的温度为60-160℃；

优选地，步骤(1)所述聚合反应的时间为1-24小时，优选6-12小时；

优选地，步骤(1)所述聚合反应的溶剂为二氧六环和/或N,N-二甲基甲酰胺；

优选地，在步骤(2)中，将式III所示酰氯化合物滴加至含有疏水聚合物A-R3-H的反应体系中；

优选地，步骤(2)所述疏水聚合物A-R₃-H与式III所示酰氯化合物的摩尔比为1:(1-100)，优选1:(1-10)；

优选地，步骤(2)所述聚合反应在碱性化合物存在下进行，所述碱性化合物优选三乙胺；

优选地，步骤(2)所述反应的溶剂为干燥的二氯甲烷和/或三氯甲烷，优选干燥的二氯甲烷；

优选地，步骤(2)所述反应在冰浴下进行；

优选地，步骤(2)所述反应的时间为4-12小时，优选6-10小时；

优选地，步骤(3)所述式IV所示疏水聚合物单体与式V所示亲水单体的摩尔比为1:100-100:1，优选1:50-50:1；

优选地，步骤(3)所述聚合反应的引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或过氧化苯甲酰中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(3)所述聚合反应在保护性气体保护下进行，所述保护性气体优选氮气；

优选地，步骤(3)所述聚合反应的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺和/或N,N-二甲基乙酰胺；

优选地，步骤(3)所述聚合反应的温度为60-90℃；

优选地，步骤(3)所述聚合反应的时间为10-30小时；

优选地，式II所示聚合物的制备方法包括以下步骤：

(A)使式VI所示的疏水聚合物单体和式VII所示的聚集诱导发光化合物反应得到式VIII所示的接枝聚合物，反应式如下：

(B)使步骤(A)得到的式VIII所示的接枝聚合物与式V所示亲水单体发生聚合反应得到式II所示聚合物，反应式如下：

优选地，步骤(A)所述式VI所示的疏水聚合物单体和与式VII所示的聚集诱导发光化合物的摩尔比为1:100-100:1，优选1:50-50:1；

优选地，步骤(A)所述聚合反应的引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或过氧化苯甲酰中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(A)所述聚合反应的温度为60-90℃；

优选地，步骤(A)所述聚合反应的时间为10-30小时；

优选地，步骤(B)所述式V所示亲水单体与步骤(A)所述式VI所示的疏水聚合物单体的摩尔比为1:100-100:1，优选1:50-50:1；

优选地，步骤(B)所述聚合反应的引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或过氧化苯甲酰中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(B)所述聚合反应的温度为60-90℃；

优选地，步骤(B)所述聚合反应的时间为10-30小时；

优选地，步骤(A)和步骤(B)所述聚合反应在保护性气体保护下进行，所述保护性气体优选氮气；

优选地，所述利用所述两亲性接枝聚合物载体进行自组装包裹氧敏感化合物的方法为：将所述两亲性接枝聚合物载体与氧敏感化合物溶解在有机溶剂中得到溶液，而后将该溶液加入去离子水中，透析，得到所述比率型氧传感探针；

优选地，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺和/或二甲基亚砜，优选二甲基亚砜；

优选地，所述有机溶剂与去离子水的体积比为1:(5-50)。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的比率型氧传感探针在水溶氧实时监测中的应用。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的比率型氧传感探针在细胞生长监测中的应用。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的比率型氧传感探针在药物筛选中的应用。