[发明专利]金属冠醚配合物及其制备方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年9月6日提交的美国临时申请S.N.61/874,659的权益。

关于联邦资助的研究或开发的声明

本发明是在由美国国家科学基金会(NSF)授予的批准号为1057331的政 府支持下进行的。政府对本发明具有一定的权利。

背景技术

光学器件、生物分析测定和生物成像探针经常利用表现出光学性质的成分， 诸如有机荧光团和半导体纳米颗粒。某些所需的光学性质包括：长的发光寿命、 激发带和发射带之间大的有效能量差，以及在整个可见光和近红外(NIR)光 谱范围内尖锐的发射带。镧系离子(Ln³⁺)含有独特的4f轨道，并表现出独特 的发光特性，包括在整个可见光和近红外(NIR)光谱范围内尖锐的发射带。 然而，Ln³⁺的f-f跃迁是拉波特(Laporte)禁阻，具有低吸收系数，导致直接激 发效率低并且需要合适的天线(antenna)进行敏化。

附图说明

参照下面详细的描述和附图，本发明实施例的特征和优点变得显而易见， 在附图中，类似的附图标记对应于相似(尽管可能不同)的组件。为了简便起 见，具有先前描述过的功能的附图标记或特征可以或可以不在它们出现的其它 附图中进行描述。

图1A和图1B分别是Dy³⁺[12-MC-4]₂[24-MC-8]沿着a轴和c轴的X射线晶体结 构的黑白视图；

图2是Ln(III)MC配合物(2.04·10^-5M、Ln(III)＝Gd、Nd、Yb、Er)和喹哪 啶异羟肟酸(quinaldichydroxamicacid)(quinHA)(2.42·10^-4M)在298K下在 甲醇中的吸收光谱图，其中，quinHA的吸收光谱是放大16倍的；

图3是quinHA(10mg/mL)在77K下在甲醇中用290激发和Gd(III)MC(10 mg/mL)在298K和77K下在甲醇中用290nm或340nm激发的经校准并归一化的 发射光谱图；

图4是在使用喹哪啶异羟肟酸形成金属冠醚时Ln(III)[12-MC-4]₂[24-MC-8] 金属冠醚配合物中能量迁移过程的简化图(CT＝基于配体的电荷转移态)；

图5示出了Yb(III)金属冠醚配合物的光谱，其中，左边的光谱是经校准并归 一化的激发(λ_em＝980nm)光谱，而右边的光谱是经校准并归一化的发射(在 420nm或370nm处的配体激发下)光谱，并且，其中上边的光谱是固态的配合 物，而下边的光谱是甲醇溶液中的配合物；

图6示出了Nd(III)金属冠醚配合物的光谱，其中，左边的光谱是激发(λ_em＝ 1064nm)光谱，而右边的光谱是发射(在420nm或370nm处的配体激发下)光 谱，并且，其中上边的光谱是固态的配合物，而下边的光谱是甲醇溶液中的配 合物；以及

图7示出了Er(III)金属冠醚配合物的光谱，其中，左边的光谱是激发(λ_em＝ 1525nm)光谱，而右边的光谱是发射(在370nm处的配体激发下)光谱，并且， 其中上边的光谱是固态的配合物，而下边的光谱是甲醇溶液中的配合物；

图8A和图8B是使用近红外(NIR)落射荧光显微镜获得的在用1μM的Yb(III) 金属冠醚配合物孵育24小时后的人类卵巢上皮癌(HeLa)细胞的图像的黑白视 图，其中，图8A是明场图像，而图8B是暴露于激发(λ_ex＝377nm，使用50nm 带通滤光片)500ms后获得的在NIR范围(长通805nm滤光片)内的发射信号 图像；

图8C是图8A和图8B的合并图像；

图8D和图8E是使用NIR落射荧光显微镜获得的未经处理的HeLa细胞的图 像的黑白视图，其中，图8D是明场图像，而图8E是暴露于激发(λ_ex＝377nm， 使用50nm带通滤光片)500ms后获得的在NIR范围(长通805nm滤光片)内的 自发荧光信号图像；

图8F是图8D和图8E的合并图像；