具有聚集诱导发光效应的两亲性支化聚合物、纳米颗粒及其制备方法和应用

本发明涉及荧光聚合物材料领域，具体涉及具有聚集诱导发光效应的两亲性支化聚合物、纳米颗粒及其制备方法和应用。

背景技术：

1、近年来，聚集诱导发光材料由于其合成便捷、可修饰性好、生物相容性高以及对外界环境敏感等优势，引起了各领域研究人员的广泛关注。相比于传统化学荧光染料聚集诱导淬灭的缺点，聚集诱导发光小分子“越聚集越发光”的特性备受青睐，因此，基于聚集诱导发光(aie)小分子单体制备的发光聚合物兼具高发射效率、灵敏的外界环境响应性和良好的可拓展修饰性而被应用于化学传感、生物成像和药物递送等领域。

2、自组装技术可以通过无序单元之间的非共价相互作用形成具有特定排序或结构的多单元组装体，实现不同尺度的有序稳定的组装体制备。当自组装技术与聚集诱导发光相结合时，能充分发挥各自的优势，拓宽二者的应用边界。具体来说，以aie小分子作为疏水段的双亲型聚合物发生自组装时，核内疏水小分子的分子间运动，包括转动、振动等都被有效地限制，因此，当处于激发态时，aie小分子非辐射损耗被限制，只能以辐射跃迁的形式发射能量，具体表现为使组装体产生持续稳定的荧光。因此，具备聚集诱导发光特性的双亲型自组装体被广泛应用于细胞成像、药物递送和示踪、监控聚合过程以及研究自组装机理。

3、如专利公开号cn108559091b具有聚集诱导发光及双重敏感性的聚合物药物载体、载药胶束及其制备方法，公开了由四苯基乙烯衍生物作为aie功能单元的双亲型聚合物，可实现药物负载和监控，但该方案存在着二硫键断裂后聚合物丧失荧光性能的缺陷。

4、传统的线性结构双亲性aie功能聚合物存在去组装后，或接枝的aie小分子脱离后，单个线性聚合物单元荧光急剧减弱，不能长期高效稳定地保持强荧光性能。

5、因此，现有技术仍有待于改进和发展。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本发明提供了具有聚集诱导发光效应的两亲性支化聚合物、纳米颗粒及其制备方法和应用，旨在解决传统的线性结构双亲性aie功能聚合物不能长期高效稳定地保持强荧光性能的问题。

2、本发明提供的具有聚集诱导发光效应的两亲性支化聚合物，其包括聚甲基丙烯酸酯类的支化嵌段和聚乙烯类的线性嵌段。其中，聚乙烯类的嵌段上接枝有四苯基乙烯作为聚集诱导发光功能单元和疏水内核，同时接枝有二甲基甲酰胺作为亲水壳层，增强了由聚集诱导发光聚合物所制得的纳米颗粒的生物相容性和安全性。本发明通过可逆加成-断裂链转移聚合反应快速高效地合成了具有聚集诱导发光效应的两亲性支化聚合物，该双亲性支化聚合物相比于传统的双亲性线性聚合物具有更强的聚集诱导发光效应，可作为更高效的肿瘤细胞荧光成像平台。

3、具体地，本发明的技术方案如下：

4、具有聚集诱导发光效应的两亲性支化聚合物，其中，所述具有聚集诱导发光效应的两亲性支化聚合物的结构式如式(i)所示：

5、

6、其中，1≤n≤3、5≤m≤10、7≤q≤15，其中n、m、q均为整数。

7、一种如本发明所述的具有聚集诱导发光效应的两亲性支化聚合物的制备方法，其中，所述制备方法包括步骤：

8、a、将链转移剂、偶氮二异丁腈溶于溶剂中，在惰性气氛下70-80℃搅拌反应2-6h；所述链转移剂的结构式如式(ii)所示：

9、

10、b、将四苯基乙烯单体和偶氮二异丁腈溶于溶剂中，然后加入步骤a反应得到的混合物中，在惰性气氛下70-80℃搅拌反应6-20h，经提纯处理，得到式(iii)所示的聚合物；

11、

12、c、将式(iii)所示的聚合物、二甲基丙烯酰胺、偶氮二异丁腈溶于溶剂中，在惰性气氛下70-80℃搅拌反应4-19h，经提纯处理，得到所述式(i)所示的具有聚集诱导发光效应的两亲性支化聚合物。

13、可选地，所述式(ii)所示的链转移剂的制备方法，包括步骤：

14、将甲基丙烯酸2-羟乙基酯、2-{[(丁基磺胺基)碳硫酰]磺胺基}丙酸、4-二甲氨基吡啶和四氢呋喃混合，得到混合溶液；

15、在搅拌情况下，将二环己基碳二亚胺的四氢呋喃溶液滴入上述混合溶液，反应5h，经纯化处理，得到所述式(ii)所示的链转移剂。

16、可选地，步骤a中，所述链转移剂与偶氮二异丁腈的质量比为17.5：(1.64～4.92)。

17、可选地，步骤b中，所述四苯基乙基单体、链转移剂、偶氮二异丁腈的质量比为(179～358)：(17.5～35)：(1.64～3.28)。

18、可选地，步骤c中，所述式(iii)所示的聚合物、二甲基丙烯酰胺、偶氮二异丁腈的质量比为(32～64)：(9.913～19.826)：(0.3～0.6)。

19、利用如本发明所述的具有聚集诱导发光效应的两亲性支化聚合物制备纳米颗粒的方法，其中，包括步骤：

20、将所述具有聚集诱导发光效应的两亲性支化聚合物溶于溶剂中，得到支化聚合物溶液；

21、将所述支化聚合物溶液加入水中或生理盐水中，震荡后，以惰性气体鼓泡除去溶剂，制得所述纳米颗粒。

22、可选地，所述支化聚合物溶液的浓度为0.1～1mg/ml，所述支化聚合物溶液与水或生理盐水的体积比为(9:1)～(6:4)。

23、利用如本发明所述的具有聚集诱导发光效应的两亲性支化聚合物制备纳米颗粒的方法制备得到的纳米颗粒。

24、一种如本发明所述的纳米颗粒在肿瘤细胞荧光成像中的应用。

25、有益效果：本发明提供了具有聚集诱导发光效应的两亲性支化聚合物、纳米颗粒及其制备方法和应用，具有聚集诱导发光效应的两亲性支化聚合物结构为：包括聚甲基丙烯酸酯类的支化嵌段和聚乙烯类的线性嵌段。聚乙烯类的嵌段上接枝有四苯基乙烯作为聚集诱导发光功能单元和疏水内核，同时接枝有二甲基甲酰胺作为亲水壳层，增强了由此聚合物所制得的纳米颗粒的生物相容性和安全性。本发明通过可逆加成-断裂链转移聚合反应快速高效地合成了具有聚集诱导发光效应的两亲性支化聚合物，该双亲性支化聚合物相比于传统的双亲性线性聚合物具有更强的聚集诱导发光效应，且亲/疏水单元不易脱离从而导致去组装，可作为更高效稳定的肿瘤细胞荧光成像平台。

技术特征：

1.具有聚集诱导发光效应的两亲性支化聚合物，其特征在于，所述具有聚集诱导发光效应的两亲性支化聚合物的结构式如式(i)所示：

2.一种如权利要求1所述的具有聚集诱导发光效应的两亲性支化聚合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括步骤：

3.根据权利要求2所述的具有聚集诱导发光效应的两亲性支化聚合物的制备方法，其特征在于，所述式(ii)所示的链转移剂的制备方法，包括步骤：

4.根据权利要求2所述的具有聚集诱导发光效应的两亲性支化聚合物的制备方法，其特征在于，步骤a中，所述链转移剂与偶氮二异丁腈的质量比为17.5：(1.64～4.92)。

5.根据权利要求2所述的具有聚集诱导发光效应的两亲性支化聚合物的制备方法，其特征在于，步骤b中，所述四苯基乙基单体、链转移剂、偶氮二异丁腈的质量比为(179～358)：(17.5～35)：(1.64～3.28)。

6.根据权利要求2所述的具有聚集诱导发光效应的两亲性支化聚合物的制备方法，其特征在于，步骤c中，所述式(iii)所示的聚合物、二甲基丙烯酰胺、偶氮二异丁腈的质量比为(32～64)：(9.913～19.826)：(0.3～0.6)。

7.利用如权利要求1所述的具有聚集诱导发光效应的两亲性支化聚合物制备纳米颗粒的方法，其特征在于，包括步骤：

8.根据权利要求7所述的具有聚集诱导发光效应的两亲性支化聚合物制备纳米颗粒的方法，其特征在于，所述支化聚合物溶液的浓度为0.1～1mg/ml，所述支化聚合物溶液与水或生理盐水的体积比为(9:1)～(6:4)。

9.利用如权利要求7-8任一项所述的具有聚集诱导发光效应的两亲性支化聚合物制备纳米颗粒的方法制备得到的纳米颗粒。

10.一种如权利要求9所述的纳米颗粒在肿瘤细胞荧光成像中的应用。

技术总结
本发明涉及具有聚集诱导发光效应的两亲性支化聚合物、纳米颗粒及其制备方法和应用，具有聚集诱导发光效应的两亲性支化聚合物结构为：包括聚甲基丙烯酸酯类的支化嵌段和聚乙烯类的线性嵌段，聚乙烯类的线性嵌段上接枝有四苯基乙烯作为聚集诱导发光功能单元和疏水内核，同时接枝有二甲基甲酰胺作为亲水壳层，增强了由此聚合物所制得的纳米颗粒的生物相容性和安全性。本发明通过可逆加成‑断裂链转移聚合反应快速高效地合成了具有聚集诱导发光效应的两亲性支化聚合物，该双亲性支化聚合物相比于传统的双亲性线性聚合物具有更强的聚集诱导发光效应，可作为更高效的肿瘤细胞荧光成像平台。

技术研发人员：耿晋,王梁
受保护的技术使用者：中国科学院深圳先进技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21