本发明涉及一种含吉非替尼骨架结构和aie基团的小分子荧光光敏剂、制备及其应用，属于荧光光敏剂。
背景技术：
1、肺癌是全世界癌症相关死亡的主要原因之一，每年估计有220万新发病例(占新发癌症病例总数的11.4％)和179万例死亡(占癌症总死亡人数的18.4％)。在组织学上，肺癌大致分为非小细胞肺癌(约占确诊病例的85％)和小细胞肺癌(约占确诊病例的15％)。早期非小细胞肺癌(nsclc)通常无症状，导致大多数nsclc在诊断时被认为是局部晚期或转移性的，错过了手术治疗的理想时间。表皮生长因子受体(epidermal growth factorreceptor,egfr)突变的患者占临床比例显著，最常见的nsclc相关egfr突变是21外显子(l858r)的点突变和19外显子(19del)的框内缺失，占所有egfr突变的约85％，通常与腺癌组织学相关。这些常见的突变已被确定为nsclc的致癌驱动因素，并赋予对表皮生长因子-酪氨酸激酶抑制剂(egfr-tkis)增强的敏感性。因此，egfr作为治疗非小细胞肺癌的有效靶点被社会各界广泛关注。
2、egfr是最早发现的受体酪氨酸激酶(rtks)家族的原型成员，它是细胞信号通路的重要组成部分，在调节癌细胞增殖、侵袭、分化和迁移中发挥着重要作用。egfr与配体(egf和tgf-α)结合导致egfr构象改变，并与egfr家族其他成员发生形成同源二聚体和异源二聚体。随后在适配蛋白(如shc和grb-2)的帮助下，细胞质酪氨酸激酶(tk)结构域发生自磷酸化，从而触发下游信号。egfr过表达在细胞内外的多种信号通路中发挥重要作用，特别是在非小细胞肺癌、头颈癌、肾癌、卵巢癌、结肠癌等癌症的细胞增殖、分化和死亡过程中发挥重要作用。egfr结构和功能的复杂性，对egfr蛋白可视化的研究具有挑战性，尤其是荧光可视化。
3、随着疾病靶向治疗的兴起，选择性小分子抑制剂不断被开发并应用于疾病的高效诊断和治疗。正如egfr的抗癌抗体药物(即西妥昔单抗)可以与荧光染料结合作为特异性荧光探针一样，小分子抑制剂(如吉非替尼、厄洛替尼等)由于其体积小，特异性高，可以作为一类新型分子荧光探针的理想识别单元。汪福意等人用荧光素标记吉非替尼，得到了一类能够成像egfr的喹唑啉类荧光探针，该探针对egfr具有较强的抑制作用，与多种细胞作用后均匀地分布在细胞膜上，可以用于癌细胞的成像。shengnan liu等人开发了新型小分子荧光探针cy3-aftn和cy5-aftn作为有效的双靶向抑制剂，用于有效检测癌细胞中her1/her2的表达和体内肿瘤诊断成像。hui deng等人开发了一种多色荧光激活细胞分选(facs)，使用基于egfr-tki的荧光探针(hx103)来分析肿瘤中活性egfr。目前，基于egfr-tki的小分子荧光探针只能用于肺癌精准诊断、不能突破诊疗一体化的瓶颈。
4、此外，egfr激活突变的患者从egfr-tkis(如吉非替尼和厄洛替尼)治疗中获益不到1年，之后会产生耐药性。例如，吉非替尼阻断酪氨酸激酶，阻断突变体egfr在细胞膜上的磷酸化，终止egfr的下游细胞信号转导。然而，egfr通路的激活并不遵循线性模式，是一个相当复杂的过程。因此，非小细胞肺癌患者的耐药性仍然是一个需要解决的具有挑战性的问题。为了解决这个问题很多人尝试将两种或者两者以上的抗癌药物联合使用，来增强抑制肿瘤生长以及克服继发性耐药问题。这种通过不同药物靶向不同受体，或者相同受体不同作用位点，而实现多种抑癌机制的叠加，直觉上可以更有效地抑制癌细胞生长，甚至尽可能的避免耐药性突变的产生。但在临床环境中，一些限制因素经常限制药物联合治疗的实施，包括多种药物、复杂的药代动力学特征、不明确的剂量方案和药物相互作用。值得注意的是，荧光成像已经被广泛报道，能够在癌症治疗干预过程中更快、无创、实时和精确地监测反应，因此，这正是解决耐药挑战迫切需要的技术。一方面，虽然光动力疗法(pdt)在解决耐药方面具有很大的潜力，但过度的光暴露或光敏剂(ps)负荷不可避免地会产生有害的副作用，因此对光动力响应或细胞响应的实时监测也有很高的需求。另一方面，相较于传统的聚集猝灭发光(acq)探针，聚集诱导发光(aie)探针通过限制分子内运动而诱导高强度荧光，其具有高信噪比、良好的生物相容性、低荧光背景等优势。综上所述，如果能开发出一种含吉非替尼骨架结构和aie基团的小分子荧光光敏剂，不仅可以通过pdt解决棘手的耐药问题，还可以通过荧光监测报告治疗反应。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种含吉非替尼骨架结构和aie基团的小分子荧光光敏剂、制备及其应用。所述荧光光敏剂可以保留酪氨酸激酶小分子抑制剂吉非替尼对表皮生长因子受体(egfr)的选择性，一旦荧光配体进入egfr的atp结合口袋，将会开启荧光信号，从而实现对egfr过表达细胞的荧光可视化。此外，所述荧光光敏剂具有聚集诱导发光特性，在聚集时能避免聚集猝灭发光(acq)效应，大大提高了活性氧(ros)的生成效率，促进了其对肿瘤的杀伤作用。此外，荧光光敏剂ttvp-getn还可以通过pdt解决棘手的耐药问题，还可以通过荧光监测报告治疗反应。
2、为实现上述目的，本发明的技术方案如下。
3、一种含吉非替尼类似物和aie基团的小分子荧光光敏剂，所述荧光光敏剂的结构式如下：
4、
5、其中，n为1～5的整数；
6、r1为h或br；r2为h或br；
7、x-为卤素离子、高氯酸根离子或六氟磷酸根离子。
8、优选的，所述荧光光敏剂的结构式为：
9、
10、一种本发明所述的含吉非替尼骨架结构和aie基团的小分子荧光光敏剂的制备方法，方法步骤包括：
11、(1)三苯基膦与4-氯甲基吡啶盐酸反应生成三苯基(4-吡啶-甲基)氯化磷盐酸盐；
12、(2)4-((3-氯-4-氟苯基)氨基)-7-甲氧基喹唑啉-6-醇和碳酸钾充分混合后，加入第一反应物，通过威廉姆森醚合成反应得到第一中间体；
13、(3)叔丁醇钾(t-buok)和三苯基(4-吡啶-甲基)氯化磷盐酸盐充分混合后，加入第二反应物，反应得到第二中间体；
14、(4)第二中间体和第一中间体反应，得到一种含吉非替尼类似物和aie基团的小分子荧光光敏剂；
15、其中，第一反应物的结构式为：n为1～5的整数；
16、第一中间体的结构式为：
17、第二反应物的结构式为：
18、第二中间体的结构式为：
19、r1为h或br；r2为h或br。
20、优选的，步骤(1)中，在第一有机溶剂中，70～90℃下，将三苯基膦与4-氯甲基吡啶盐酸加热回流反应12～24h，得到三苯基(4-吡啶-甲基)氯化磷盐酸盐；三苯基膦与4-氯甲基吡啶盐酸的摩尔比为1:1～1.2；第一有机溶剂为乙腈。
21、优选的，步骤(2)中，在第二有机溶剂中，将4-((3-氯-4-氟苯基)氨基)-7-甲氧基喹唑啉-6-醇和弱路易斯碱充分混合后，加入第一反应物，搅拌24h以上，收集有机相，浓缩，纯化，得到第一中间体；其中，4-((3-氯-4-氟苯基)氨基)-7-甲氧基喹唑啉-6-醇、碳酸钾和第一反应物的摩尔比为1:3～5:15～30；第二有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺。
22、优选的，步骤(3)中，在第三有机溶剂中，将t-buok和三苯基(4-吡啶-甲基)氯化磷盐酸盐在0～5℃下充分混合，加入第二反应物后，室温下反应7～24h，得到第二中间体，t-buok、三苯基(4-吡啶-甲基)氯化磷盐酸盐和第二反应物的摩尔比为2～3:1～1.2:1；第三有机溶剂为四氢呋喃。
23、优选的，步骤(4)中，在第四有机溶剂中，将第二中间体和第一中间体混合，室温下搅拌反应24h以上，减压去除第四有机溶剂后，纯化，得到一种含吉非替尼类似物和aie基团的小分子荧光光敏剂；第二中间体和第一中间体的摩尔比为1:1～1.2；第四有机溶剂为乙腈。
24、一种本发明所述含吉非替尼骨架结构和aie基团的小分子荧光光敏剂在制备细胞中过表达egfr荧光成像产品中的应用。
25、一种本发明所述含吉非替尼骨架结构和aie基团的小分子荧光光敏剂在制备非治疗和诊断目的的非小细胞肺癌细胞成像产品中的应用。
26、一种本发明所述含吉非替尼骨架结构和aie基团的小分子荧光光敏剂在制备非小细胞肺癌肿瘤靶向药物中的应用；更优选的，所述非小细胞肺癌肿瘤靶向药物为光动力治疗非小细胞肺癌肿瘤靶向药物。
27、有益效果
28、本发明提供了一种含吉非替尼骨架结构和aie基团的小分子荧光光敏剂，所述荧光光敏剂包括aie基团、连接基团和识别基团，一方面，aie基团骨架结构由一个吡啶阳离子(电子受体，a)、一个乙烯(π桥)、一个噻吩片段(π桥和电子给基，d)和一个三苯胺段(d)组成，是典型的d-π-a分子构型，因此具备近红外荧光发射。另一方面，通过引入重原子以增强光敏剂自旋-轨道耦合作用，提高单线态氧的产生效率。所述荧光光敏剂特异性靶向egfr的机理图如图1所示：该荧光光敏剂可以保留酪氨酸激酶抑制剂吉非替尼对表皮生长因子受体(egfr)的选择性，一旦荧光配体进入egfr的atp结合口袋，将会开启荧光信号，从而实现对egfr过表达细胞的荧光可视化。
29、本发明提供了一种含吉非替尼骨架结构和aie基团的小分子荧光光敏剂应用，所述荧光光敏剂能够精准靶向egfr过表达的非小细胞肺癌细胞而不点亮正常细胞。所述荧光光敏剂具有聚集诱导发光特性，在聚集时能避免acq效应，大大提高了ros的生成效率，促进了其对肿瘤的杀伤作用。研究结果表明，所述荧光光敏剂比临床药物吉非替尼具有更好的治疗效果。由于重原子效应，荧光光敏剂2brttvp-getn对非小细胞肺癌细胞(正常株a549和h460)具有更强的杀伤能力；由于分子结构小，更容易进入细胞与膜内侧的atp口袋结合，荧光光敏剂ttvp-getn可通过pdt过程更好的解决非小细胞肺癌细胞(耐药株hcc829-matc)耐药性的问题。所述荧光光敏剂将小分子抑制剂联合光动力治疗，可通过pdt过程解决分子靶向药物吉非替尼耐药的问题，同时实现荧光监测报告治疗反应；有望实现对非小细胞肺癌的诊疗一体化。
1.一种含吉非替尼类似物和aie基团的小分子荧光光敏剂，其特征在于：所述荧光光敏剂的结构式如下：
2.如权利要求1所述的一种含吉非替尼类似物和aie基团的小分子荧光光敏剂，其特征在于：所述荧光光敏剂的结构式为：
3.一种如权利要求1或2所述的含吉非替尼骨架结构和aie基团的小分子荧光光敏剂的制备方法，其特征在于：方法步骤包括：
4.如权利要求3所述的一种含吉非替尼骨架结构和aie基团的小分子荧光光敏剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，在第一有机溶剂中，70～90℃下，将三苯基膦与4-氯甲基吡啶盐酸加热回流反应12～24h，得到三苯基(4-吡啶-甲基)氯化磷盐酸盐；三苯基膦与4-氯甲基吡啶盐酸的摩尔比为1:1～1.2；第一有机溶剂为乙腈。
5.如权利要求3所述的一种含吉非替尼骨架结构和aie基团的小分子荧光光敏剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，在第二有机溶剂中，将4-((3-氯-4-氟苯基)氨基)-7-甲氧基喹唑啉-6-醇和弱路易斯碱充分混合后，加入第一反应物，搅拌24h以上，收集有机相，浓缩，纯化，得到第一中间体；其中，4-((3-氯-4-氟苯基)氨基)-7-甲氧基喹唑啉-6-醇、碳酸钾和第一反应物的摩尔比为1:3～5:15～30；第二有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺。
6.如权利要求3所述的一种含吉非替尼骨架结构和aie基团的小分子荧光光敏剂的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，在第三有机溶剂中，将t-buok和三苯基(4-吡啶-甲基)氯化磷盐酸盐在0～5℃下充分混合，加入第二反应物后，室温下反应7～24h，得到第二中间体，叔丁醇钾、三苯基(4-吡啶-甲基)氯化磷盐酸盐和第二反应物的摩尔比为2～3:1～1.2:1；第三有机溶剂为四氢呋喃。
7.如权利要求3所述的一种含吉非替尼骨架结构和aie基团的小分子荧光光敏剂的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，在第四有机溶剂中，将第二中间体和第一中间体混合，室温下搅拌反应24h以上，减压去除第四有机溶剂后，纯化，得到一种含吉非替尼类似物和aie基团的小分子荧光光敏剂；第二中间体和第一中间体的摩尔比为1:1～1.2；第四有机溶剂为乙腈。
8.一种如权利要求1或2所述含吉非替尼骨架结构和aie基团的小分子荧光光敏剂在制备细胞中过表达egfr荧光成像产品中的应用。
9.一种如权利要求1或2所述含吉非替尼骨架结构和aie基团的小分子荧光光敏剂在制备非治疗和诊断目的的非小细胞肺癌细胞成像产品中的应用。
10.一种如权利要求1或2所述含吉非替尼骨架结构和aie基团的小分子荧光光敏剂在制备非小细胞肺癌肿瘤靶向药物中的应用；更优选的，所述非小细胞肺癌肿瘤靶向药物为光动力治疗非小细胞肺癌肿瘤靶向药物。
