共軛聚電解質(zhì)及其制備方法和生物應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及聚共輒電解質(zhì)及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 細(xì)胞熒光成像作為生物和藥物科學(xué)領(lǐng)域里一種高效的探測(cè)手段備受關(guān)注。通常， 用于細(xì)胞成像的熒光物質(zhì)，應(yīng)當(dāng)有良好的水溶性、高亮度、光穩(wěn)定性和低毒性。在為數(shù)眾多 的熒光物質(zhì)中，有機(jī)小分子染料、熒光蛋白和量子點(diǎn)等雖然被廣泛應(yīng)用于細(xì)胞成像和亞細(xì) 胞目標(biāo)檢測(cè)，但都存在各自的弊端難以滿足成像要求。如，熒光蛋白和有機(jī)染料光漂泊明 顯，而量子點(diǎn)的細(xì)胞毒性成為了它的瓶頸。
[0003] 因而，目前用于細(xì)胞成像的熒光物質(zhì)仍有待改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的 一個(gè)目的在于提出一種水溶性好、亮度高、光穩(wěn)定性好或者細(xì)胞毒性低的共輒聚電解質(zhì)，該 共輒聚電解質(zhì)可以有效用于細(xì)胞成像或ATP(三磷酸腺苷）半定量檢測(cè)。
[0005] 本發(fā)明是基于發(fā)明人的以下發(fā)現(xiàn)而完成的：
[0006] 目前常用的有機(jī)小分子染料、熒光蛋白和量子點(diǎn)由于漂泊明顯，細(xì)胞毒性高等各 種原因并不能滿足理想的成像要求。共輒聚電解質(zhì)（CPEs)是在共輒聚合物的骨架基礎(chǔ)上， 將側(cè)鏈修飾鏈接上水溶性基團(tuán)，如羧酸根（_C02 )，亞硫酸根（_S03 )，磷酸根（_P032 )，和烷 基氨基（NR3+)等而形成的一類聚合物。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，共輒骨架賦予其特殊的光物理性質(zhì)，而 離子側(cè)鏈則增加其水溶性，其把傳統(tǒng)共輒聚合物的光電性質(zhì)和聚電解質(zhì)的水溶性特點(diǎn)結(jié)合 在一起，顯示出一些獨(dú)特性質(zhì)，可以在化學(xué)生物熒光傳感器領(lǐng)域獲得多樣的應(yīng)用。另外，由 于共輒聚電解質(zhì)共輒主鏈的疏水作用和親水性離子型官能團(tuán)間的靜電作用，使得它們?cè)谌?液中容易發(fā)生構(gòu)象變化，從而導(dǎo)致光物理性質(zhì)的變化。經(jīng)過大量探索和實(shí)驗(yàn)，發(fā)明人提出了 一種共輒聚電解質(zhì)，其具有良好的細(xì)胞相容性、低毒性和優(yōu)越的光物理性質(zhì)，能夠有效被應(yīng) 用于細(xì)胞成像或ATP半定量檢測(cè)。
[0007] 有鑒于此，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供了一種共輒聚電解質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明 的實(shí)施例，該共輒聚電解質(zhì)具有式I所示的化學(xué)結(jié)構(gòu)：
[0008]
[0009] 其中，m為2~12的整數(shù)，η為10~100的整數(shù)，Et為乙基。
[0010] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的該共輒聚電解質(zhì)具有良好的細(xì)胞相容性、低毒 性和優(yōu)越的光物理性質(zhì)（如亮度高、光穩(wěn)定性好），并且對(duì)ATP響應(yīng)靈敏，能夠有效用于細(xì)胞 成像或ATP半定量檢測(cè)，有效克服了現(xiàn)有焚光物質(zhì)漂泊、毒性尚等缺點(diǎn)。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，m可以為2、6或12。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，η可以為20~60的整數(shù)。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提供了一種制備前面所述的共輒聚電解質(zhì)的方 法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括：使式1所示化合物與式2所示化合物接觸，得到式 I所示化合物，
[0014]
[0015] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，利用該方法能夠快速有效地制備獲得前面所述的共輒聚電解質(zhì)，操 作簡單、方便，容易控制，反應(yīng)條件溫和，且反應(yīng)速率較快，目標(biāo)產(chǎn)物收率較高。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在四三苯基磷鈀和碘化亞銅催化劑存在的條件下，使所述 式1所示化合物與所述式2所示化合物接觸，得到所述式I所示化合物。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在有機(jī)溶劑中使所述式1所示化合物與所述式2所示化合 物接觸，所述有機(jī)溶劑為四氫呋喃和三乙胺的混合物。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在所述有機(jī)溶劑中，所述四氫呋喃和三乙胺的體積比為3 : 1〇
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，于50~60攝氏度，優(yōu)選55攝氏度下，使所述式1所示化合 物與所述式2所示化合物接觸12~24小時(shí)。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的第三方面，本發(fā)明提供了前面所述的共輒聚電解質(zhì)在細(xì)胞成像或 ΑΤΡ半定量檢測(cè)中的用途。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，將前面所述的共輒聚電解質(zhì)與細(xì)胞共孵育，該共輒 聚電解質(zhì)能夠很好的包裹在細(xì)胞膜上，通過熒光顯微鏡能夠有效使得細(xì)胞成像，且光穩(wěn)定 性好、亮度較高。另外，前面所述的共輒聚電解質(zhì)對(duì)ΑΤΡ響應(yīng)靈敏，能夠準(zhǔn)確的反應(yīng)環(huán)境中 ΑΤΡ含量的變化，具體而言，隨著ΑΤΡ含量的增加，該共輒聚電解質(zhì)的熒光強(qiáng)度明顯減弱，從 而其可以有效用于ΑΤΡ半定量檢測(cè)。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的第四方面，本發(fā)明提供了一種細(xì)胞成像方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例， 該方法包括：將待觀察細(xì)胞與前面所述的共輒聚電解質(zhì)共孵育；將經(jīng)過共孵育的待觀察細(xì) 胞置于熒光顯微鏡下觀測(cè)。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，將待觀察細(xì)胞與前面所述的共輒聚電解質(zhì)共孵育 后，該共輒聚電解質(zhì)能夠有效包覆于細(xì)胞膜表面，在合適的激發(fā)光源作用下，可以觀察到亮 度較高、且穩(wěn)定性好的熒光，從而有效使得細(xì)胞成像。該方法操作簡單、方便快捷，且采用的 共輒聚電解質(zhì)具有良好的細(xì)胞相容性、較低的細(xì)胞毒性、和優(yōu)異的光穩(wěn)定性。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的第五方面，本發(fā)明提供了一種ΑΤΡ半定量檢測(cè)方法。根據(jù)本發(fā)明的 實(shí)施例，該方法包括：將細(xì)胞與前面所述的共輒聚電解質(zhì)共孵育，得到第一共孵育體系；檢 測(cè)第一共孵育體系的熒光強(qiáng)度，得到第一熒光強(qiáng)度值；向第一共孵育體系中加入ATP，并將 所得到的混合體系進(jìn)行共孵育，得到第二共孵育體系；檢測(cè)所述第二共孵育體系的熒光強(qiáng) 度，得到第二熒光強(qiáng)度值；基于第一熒光強(qiáng)度值和第二熒光強(qiáng)度值，確定ΑΤΡ半定量檢測(cè)結(jié) 果。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，前面所述的共輒聚電解質(zhì)對(duì)ΑΤΡ含量變化相應(yīng)靈敏，隨著ΑΤΡ含量的增 加，共輒聚電解質(zhì)的熒光強(qiáng)度明顯降低，通過檢測(cè)加入ΑΤΡ前后的孵育體系的熒光強(qiáng)度，可 以方便快捷的檢測(cè)ΑΤΡ的含量變化，確定ΑΤΡ半定量檢測(cè)結(jié)果。
【附圖說明】
[0023] 圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的式1所示化合物的合成路線圖；
[0024] 圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的式2所示化合物的合成路線圖；
[0025] 圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的式4所示化合物、式6所示化合物和式8所示化 合物的氫譜譜圖；
[0026] 圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的PPET3-N1、PPET3-N2、和PPET3-N3的紫外吸收譜 圖和熒光發(fā)射譜圖；
[0027] 圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的ΡΡΕΤ3-Ν2的甲醇/水溶液中加入負(fù)電荷物質(zhì)后 的紫外吸收譜圖和熒光發(fā)射譜圖；
[0028] 圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的ΡΡΕΤ3-Ν2的甲醇/水溶液中加入負(fù)電荷物質(zhì)后 在白光和紫外光下的照片；
[0029] 圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的ΡΡΕΤ3-Ν2滴定實(shí)驗(yàn)的檢測(cè)結(jié)果圖；
[0030] 圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的細(xì)胞毒性檢測(cè)結(jié)果圖；
[0031] 圖9顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的HeLa細(xì)胞與ΡΡΕΤ3-Ν1，ΡΡΕΤ3-Ν2，ΡΡΕΤ3-Ν3共孵 育后的共聚焦顯微照片；
[0032] 圖10顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的HeLa細(xì)胞與ΡΡΕΤ3-Ν2共孵育后加入不同濃度 的ATP、在不同時(shí)間點(diǎn)的共聚焦顯微照片；
[0033] 圖11顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的HeLa細(xì)胞與PPET3-N2共孵育后加入不同濃度 的ATP、在不同時(shí)間點(diǎn)的HeLa細(xì)胞表面的熒光強(qiáng)度變化。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。下面描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā) 明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。實(shí)施例中未注明具體技術(shù)或條件的，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文 獻(xiàn)所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說明書進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均 為可以通過市購獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
[0035] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供了一種共輒聚電解質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例， 該共輒聚電解質(zhì)具有式I所示的化學(xué)結(jié)構(gòu)：
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