[发明专利]氧传感器

说明书

提供氧传感性发光染料、聚合物和传感器，包括这些传感器的系统以及使用这些传感器的方法。

本申请是发明名称为“氧传感器”的中国发明专利申请No.201480015522.7的分案申请。其申请日为2014.03.13，优先权日为2013.03.14。

相关申请的交叉引用

本申请要求美国临时专利申请61/784,925，申请日为2013年3月14日，名称为“Oxygen Sensors(氧传感器)”的权益，该专利申请的全部内容以参考的方式并入本申请中。

技术领域

本公开涉及发光染料，聚合物和生物传感器领域。

背景技术

某些医疗情况中的诊断、治疗和处理需要监测疾病器官或组织中的氧浓度。例如，外周动脉疾病(PAD)，其特征在于在向四肢、头部或器官输送血液的动脉中形成斑块，如果不进行治疗，可能导致下肢动脉完全堵塞，而需要进行开放分流手术或是血管内介入。每年，仅在美国有至少140,000个这样的血管再生术进行，用以恢复缺血组织的血流量。因此，确保血管再生技术期间和之后的血氧流充分恢复和维持是高度合意的。目前的监测方法是昂贵的、繁琐的、耗时的，并不能提供准确的，连续的组织氧合信息。因此，明显需要更好的长期氧组织监测系统。为了达到该目的，非侵入性和最少的使用者维护是必须的，并且在实际使用者环境中具有几天到几个月的传感器寿命是至关重要的。

这种组织中氧浓度(分压)的实时、连续测量，可以通过使用插入或植入到组织中的传感器，以及通过位于体外的装置测量由传感器所产生的信号来实现。发光为这种传感器的设计提供了一种有用的手段。发光氧传感器是基于氧对于各种化学化合物的分子发光具有猝灭效应，而这种效应能够用来测量体内的氧浓度(分压)的现象的。这种透过皮肤的视觉监测的传感器，需要具有在皮肤的近红外(NIR)光学窗口中激发和发射光谱的高度稳定的染料。这些染料的性能是能够深度植入组织的发光氧传感器的成功设计的关键。透过皮肤非侵入性的监测要求使用具有皮肤光学窗口中的激发和发射波长(大约550至1000nm)的染料来使光的散射和吸收最小化，并实现高信噪比。然而，市售的NIR染料易于光漂白。钯卟啉，例如四羧基苯基卟啉(Pd-TCPP)，在NIR中具有一个非常大的斯托克斯位移和发射。然而，不幸的是它们需要绿色光激发(525nm)，这种光大量被皮肤和皮下组织吸收。另外，目前可用的传感器，采用大大不同于所植入组织的机械性能的刚性材料制得，体积大且不方便，并且在植入时诱导一系列生物学事件，最终导致形成纤维囊将其从机体包裹出。

因此，直到本发明，对于提供改进稳定性的近红外发光化合物和传感器，用于在组织中尤其是在体内，氧水平的直接、快速和精确测量，在本领域存在明确的需求。

发明内容

本发明公开了一种发光染料，包括所述染料的聚合物，以及包括本发明的聚合物的传感器。

在一个实施方式中，本发明涉及式1的化合物：

其中：

M为H、Pd、Zn、Pt、Gd或Yb；

每个R¹相同或不同，且独立地为C(O)X-(CH₂)_n-YC(O)C(R⁴)CH₂、C(O)X-(CH₂CH₂O)_mCH₂CH₂-YC(O)C(R⁴)CH₂或COOH；