PNAS：中科大&犹他大学 通过共价键连接结荧光金属环状高聚物并用来作为细胞成像的参照

【引言】

超分子单体的共价键连接对于高聚物材料来说是最稳定的连接方式，材料的性能也会相对协调。由于在连接的过程中单体分子的活跃性以及易分散的特点会导致产品达不到预期的效果，所以超分子单体的稳定性和单体的连接反应至关重要。但是对于用共价键作为纽带形成高聚物的研究却少之又少。

【成果简介】

近日，来自中国科学技术大学的王育才教授、犹他大学的Peter J. Stang教授、Mingming Zhang（共同通讯作者）等人使用麦芽和高效的酰胺化反应来连接金属环状物的氨基组到高聚物P1和P2，形成的物质在低度时产生纳米粒子，随着浓度的升高逐渐转变成网状结构。由于通过共价键连接的单体聚集具有完整性，TPE(亚四苯基)衍生物和Pt(II)基金属配体的相互作用具有了聚集诱导释放荧光团的特性，使得这种高聚物释放更多的荧光团，从而可以作为细胞成像的参照物。

另外，Pt(II)金属环状物具有潜在的抗癌活性，因此这种高聚物同时在细胞成像和癌症治疗中有着广泛的应用。

【图文导读】

图1 P1和P2的合成次序和草图表示

图2 P1和P2的形态学及尺寸分析

A)P1在浓度为0.1mg/mL时纳米粒子的结构

B)P1在浓度为1.0mg/mL时网状结构排列方式

C)P1的浓度为0.1mg/mL时在甲醇中的尺寸分布

D)P2在浓度为0.1mg/mL时纳米粒子的结构

E)P2在浓度为1.0mg/mL时网状结构排列方式

F)P2的浓度为0.1mg/mL时在甲醇中的尺寸分布

图3 配体8，菱形10，P1和P2的光谱特性描述

A)配体8，菱形10，P1和P2在甲醇中的UV-Vis吸收光谱

B)配体8，菱形10，P1和P2在甲醇中荧光团释放光谱（λex = 362 nm）

C)配体8，菱形10，P1和P2在10%/90%的甲醇/水中的UV-Vis吸收光谱

D)配体8，菱形10，P1和P2在10%/90%的甲醇/水中荧光团释放光谱（λex = 362 nm）
（所有的浓度都为10.0μm）

图4 形成P1和P2后A549R细胞的CLSM（激光共聚集显微镜）图像和流式细胞仪的分析结果

A和E) P2细胞的图像

B和F）用Alexa Fluor 568染色的细胞图像

C和G）用DAPI染色的细胞图像

D）A549R细胞来自于A,B,C的混合图像

H）A549R细胞来自于E,F,G的混合图像

I）CLSM下的P2荧光团光谱

J和K）在A549R细胞孵化6小时后P1和P2的流式细胞仪的分析结果

图5 瘤内注射和静脉注射后小鼠体内P2的生物组织分布和荧光团图像

A)不同浓度P2在96孔板的悬浮水滴光学图像

B)小鼠在接受注射200μgP2后的光学和荧光团图像，图像经过了24小时的后喷射完成。

C)24小时的瘤内注射后P2的生物组织分布。器官的图像次序和荧光团的数量相一致。

D和E)小鼠在进行600μgP2的静脉注射后光学和荧光团图像

文献链接：Fluorescent metallacycle-cored polymers via covalent linkage and their use as contrast agents for cell imaging（PNAS，2016，doi:10. 1073/pnas.1612898113）

本文由材料人生物材料小组李伦供稿，材料牛编辑整理。

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