本技术介绍了一种新型近红外小分子荧光染料,该染料具备十五甲川共轭链结构,通过两个苯并吲哚结构由十五元甲川链连接而成。本发明不仅涵盖了染料的化学结构,还详细介绍了其制备方法和潜在应用领域。
背景技术
荧光成像因为其拥有快速响应,高时空分辨率、以及能够实时成像的特点,在病理学与生理学上都具有良好的应用,例如疾病的早期诊断治疗以及其机理研究。而且相较于其他临床成像手段,例如正电子发射计算机断层显像(Positron Emission Tomography,PET)、计算机断层扫描(Computed Tomography,CT)、以及单光子发射计算机断层成像术(Single-Photon Emission Computed Tomography,SPECT),荧光成像具有不会发射出有害射线的优势。而有机小分子荧光探针,由于有低毒性、代谢快的特点,在诸如碳纳米管、稀土纳米粒子、量子点等众多荧光探针中,有不错的安全性与生物相容性,并有着血管造影、淋巴结造影、靶向肿瘤成像等应用。
然而,荧光成像的主要瓶颈在于较浅的组织穿透深度,以及由于生物组织的高吸收、散射以及自荧光导致的较低的信噪比。近年来,近红外Ⅱ区成像(NIR-II,1000-1700nm),也叫短波红外成像(Shortwave Infrared,SWIR)由于避开了生物的自荧光区域以及更少的光散射,相较于传统的可见光区以及近红外Ⅰ区成像,具有更高的分辨率以及组织穿透深度,因而有着巨大的前景。此外,近红外Ⅱ区也被分为了近红外Ⅱa(1300-1400nm)以及近红外Ⅱb(1500-1700nm)区域。尽管近红外Ⅱ区的组织吸收系数略高于近红外Ⅰ区,然而散射光以及自荧光显著下降,使得近红外Ⅱ区具有更高的分辨率以及穿透深度。而近红外二区荧光探针尽管有长波长、高对比度的优势,荧光探针分子的共轭链种类少,摩尔吸光系数以及荧光量子产率仍然较低,在共轭链上可修饰性有限。
在荧光染料性能上,随着多甲川链的加长,菁染料的吸收、荧光波长显著提升,提升了染料分子在生物成像中的穿透深度、信背比等重要性能参数。然而目前合成长多甲川链的方法欠缺。
但在合成方面,随着多甲川链的加长,菁染料的合成就愈困难,染料的稳定性亦较差。
因此,设计并合成出摩尔吸光系数高、亮度高、光稳定性优异、细胞毒性小、合成简便、结构新颖易修饰的近红外二区有机小分子荧光探针是荧光探针合成领域的重要目标。
实现思路