基于聚集诱导发光性质的新型荧光共聚物量子点的开发及其荧光成像

Fluorescence imaging technology is an important method for physiological process observation and early diagnosis and treatment of disease. Fluorescence imaging polymer nano materials has become very important in bioimaging, because of easy preparation method, excellent optical performance, large specific surface area and good biocompatibility. However, the AIE fluorescent nano bioimaging materials with both near-infrared (red) light and no dye leak are quite limited. Moreover, the functional or strong targeting capabilities of fluorescence imaging materials remain to be further improved. This project aims to fabricate novel fluorescence imaging materials with independent intellectual property rights, which possess AIE characteristics, excellent luminous performance, good biocompatibility and stability and outstanding functional or strong targeting ability. It is to further enhance the accuracy and quality of the fluorescence imaging, to provide new effective material basis and theoretical basis for observing of pathological process or early diagnose and management of tumor diseases.

近年来，荧光生物成像技术已经发展成为生理过程观测和疾病早期诊断治疗的重要方法之一。而荧光聚合物纳米成像材料由于其易于实现的制备方法、出色的光学性能、大的比表面积和良好的生物相容性等优点，已经成为一种非常重要的荧光成像材料。本项目针对既具有高效近红外（红光）发光性能且不存在染料泄漏的量子点成像材料仍有待进一步开发的现状，荧光纳米成像材料的特异性识别及拓展其功能性上仍有待进一步提高等问题，拟开发具有AIE特性、高效红光-近红外发射、生物相容性良好、功能性或特异性出色和具有自主知识产权的荧光共聚物量子点，进一步提升荧光成像的准确性和质量，为生理和病理过程观测、肿瘤疾病的早期诊断及治疗提供材料基础和理论依据。

近年来，荧光成像技术已经逐渐发展成为生理过程观测和疾病早期诊断治疗的重要方法之一。在众多荧光材料中，聚集诱导发光（aggregation-induced emission, AIE）分子由于其出色的发光性质而备受关注。基于聚集诱导发光性质的荧光聚合物纳米成像材料由于其易于制备、光学性能优异、比表面积大、生物相容性好和易于进入细胞等优点，已经成为重要的荧光成像材料之一。尽管AIE纳米成像材料已取得了一定的进展，但具有高效红光-近红外发光性能且无染料泄漏的纳米成像材料仍需待进一步开发。同时，AIE纳米成像材料的功能性及特异性也需进一步提高。因此，本项目拟开发具有AIE特性、高效红光-近红外发光、生物相容性良好、特异性或亚细胞结构识别能力出色并具有自主知识产权的荧光共聚物量子点，进一步提升荧光成像的准确性和质量，为生理和病理过程观测、肿瘤疾病的早期诊断及治疗提供材料基础和理论依据。从目前的完成情况来看，整体执行情况良好，完成了“聚合物型高效红光-近红外荧光量子点的制备及细胞成像”、“基于9,10-二苯乙烯基蒽的荧光纳米粒子的制备及癌细胞成像”、“新型线粒体荧光探针的合成及线粒体成像”等5个体系的工作。此外，在本项目的具体实施过程中，基于已开发和制备的分子，我们还发展了基于AIE材料的荧光探针，用于化学及生物传感。共发表三篇SCI论文，申请1项发明专利。成功制备出了荧光性质出色的、生物相容性良好的荧光量子点并获得了不错的成像效果，实现靶向及亚细胞水平成像，基本达到拟定目标。