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多组分反应(MCRs)是一类能同时将三种或三种以上的反应物通过一锅法方式制备目标化合物的有机合成方法。与传统的逐步反应和前体物后改性法相比,MCRs具有连续、简便和高效等优点。利用一锅法MCRs,本论文设计并合成了一系列具有聚集诱导发光(AIE)性能的高分子探针并研究了这些高分子荧光纳米颗粒(FNPs)在细胞成像中的应用。这些AIE高分子探针有望克服无机荧光纳米颗粒如量子点的毒性问题以及常规有机荧光分子的聚集荧光淬灭现象(ACQ)。本论文的具体研究内容如下:1.基于常规mercaptoacetic acid locking imine(MALI)反应,通过室温反应12小时,醛基化的AIE染料(CHO-An-CHO)通过巯基乙酸(MTA)作为“锁”共价结合氨基化的PEG(PEG-PABA)即可获得PEG-PABA-An-CHO高分子。此法合成的PEG-PABA-An-CHO高分子具有两亲性,能够在水中通过自组装形成PEG-PABA-An-CHO FNPs且呈现出很强的黄色荧光和良好的分散性。此外,获得的PEG-PABA-An-CHO FNPs通过与HeLa细胞培养发现,此AIE荧光纳米颗粒展现出令人满意的生物相容性和生物成像性能,具有良好的生物应用潜能。2.基于动态苯硼酸酯键30分钟快速制备枝化和可降解的AIE有机荧光纳米微粒,即高度枝化的聚酯H40,苯硼酸化的AIE染料和PEG基于简单的“一锅”法形成具有动态苯硼酸酯键的枝化大分子H40-star-mPEG-Ph B(OH)2。得益于H40的枝化结构和AIE特性,获得的高分子能够自组装形成粒径分布均匀的纳米颗粒,且发射很强的橙红色荧光和具有良好的耐光性,生物相容性。另一方面,由于H40的引入,H40-star-mPEG-Ph B(OH)2 FNPs具有良好的生物成像性能且形成的苯硼酸酯键具有响应性。此外,这项工作将为制备新型AIE FNPs用于癌症治疗开辟了新方法。3.基于微波辅助的Kabachnik-Fields(KF)反应超快制备AIE有机荧光纳米探针。实验在外界条件下,通过微波辅助,无催化剂,无溶剂反应2分钟即得到mPEG-CHO-Phe-NH2-DEP。获得的mPEG-CHO-Phe-NH2-DEP显示两亲性质且易于自组装形成mPEG-CHO-Phe-NH2-DEP FNPs,展现出高水分散性和优良的光学性质。生物学评价结果表明mPEG-CHO-Phe-NH2-DEP FNPs显示低毒性,是生物成像应用的潜力股。此外,由于此法的快速,简单,原子经济,更多功能性复杂AIE荧光探针可以基于此法设计合成,为构建荧光探针提供了新方法,同时也为荧光探针在生物医学领域的应用开辟了新道路。