[发明专利]一种具有增强光动力和光热效果的近红外染料及其制备和应用

说明书

本发明揭示了一种具有增强光动力和光热效果的近红外染料及其制备和应用，所述染料由卤素、供电子基团和氮杂吡咯烷骨架构成，通过以下步骤获得目标染料：（1）烯酮的合成，即芳香醛和芳香酮在碱性条件下反应得到；（2）烯酮与硝基甲烷，在碱性条件下反应得到；（3）成环反应，在铵氮源存在条件下反应得到；（4）配位反应，即（3）中得到的中间产物与金属配体或‑BF₂发生配位反应得到；（5）取代反应，即在碱性Br或I与（4）发生取代反应获得。目标染料不仅具有高效的单线态氧产率、良好的光热效果，并且可用于单波长激发的多模成像，包括光声成像、荧光成像、光热成像等引导下的光动力和光热协同肿瘤治疗。

技术领域

本发明涉及一种具有增强光动力和光热效果的近红外染料及其制备和应用，属于生物材料、有机光电材料领域。

背景技术

癌症严重威胁着人类的健康，因此有效的肿瘤治疗方法引起了人们广泛的关注。尽管传统的肿瘤治疗手段，包括放射疗法、外科手术、化学疗法对肿瘤具有一定的治疗效果，其在治疗过程中带来的副作用限制了其广泛应用。目前，精准肿瘤疗法颇受大家的关注，其中成像引导下的肿瘤治疗可以准确靶向肿瘤位置，对肿瘤位置治疗，同时保证正常组织不受伤害。成像引导下的光热疗法和光动力疗法做为两种非侵入性并且可以实现实时的进行肿瘤部位精确肿瘤治疗的手段而引起人们的广泛关注。协同光动力和光热肿瘤治疗可以克服单种肿瘤治疗模式治疗过程中遇到的弊端，一方面，光热治疗可以通过升高肿瘤局部温度来增强肿瘤部位血液流通，从而提高氧气的供给，进而增强光动力治疗；另一方面，光动力肿瘤治疗可以杀死具有热抗性的肿瘤细胞从而提高光热治疗效果，其中，将有机光敏剂和无机光热剂通过物理包覆的方法结合在一起是一种结合光动力治疗和光热治疗的方法。但是繁琐的合成操作和双光源导致的复杂的治疗操作过程及其不可控的光敏剂和光热试剂的比例限制了其应用。因此，如何设计、合成理想的可单光源激发的并用于肿瘤治疗的光疗剂备受大家的关注。

与传统的吡咯烷、方酸、花菁、卟啉、罗丹明等染料相比，氮杂吡咯烷类染料具有更长的近红外吸收和发射、良好的光/热稳定性、可调节的近红外吸收等优异的性能。这也使得其广泛应用于光学技术、生物成像、光动力治疗等领域。材料的光动力效果和光热效果与材料的构成密切相关，一方面，重原子的引入可以通过增强系间窜越来提高材料的光动力效果和非辐射跃迁；另一方面，分子内电子转移可以猝灭荧光发射，也就是说，增强非辐射跃迁，从而增加光热转换的几率。因此，如何结合分子内电子转移机理、重原子效应、氮杂吡咯烷的优异的性质对设计具有良好光热和光动力效果的材料具有重要指导意义。

氮杂吡咯烷染料一般用于光学成像、生物成像、光动力治疗等领域，迄今为止，没有关于利用重原子效应和分子内电子转移机理并结合氮杂吡咯烷的来提高其光动力和光热效果的报道。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种利用重原子效应和分子内光致电子转移的的机理，设计并合成了具有可单光源激发的，同时具有增强的光动力和光热效果的近红外染料及其制备和应用。

本发明的目的将通过以下技术方案得以实现：一种具有增强光动力和光热效果的近红外染料，具有如下结构通式：

其中，R₁、R₂选自中的一种，R₃为具有0至16个碳原子的直链、支链或者芳香环；

其中，Y为N或P；

其中，M为Pt、Zn、Ni或Mg；

其中，为配体，主要配体如下：

其中，X为Br或I。

本发明还揭示了一种具有增强光动力和光热效果的近红外染料的制备方法，具体包括以下步骤：