[发明专利]具有近红外pH强度和寿命响应的稀土配合物

说明书

本发明公布了一种可以在近红外区域(800‑1600nm)对pH进行强度和寿命响应的稀土配合物及其制备和应用。该化合物包括全氟代四吡咯有机配体，稀土离子和轴向配体。此类化合物具备优越的生物相容性，发光强度和寿命都随着pH的改变而有明显的变化，是潜在的活体强度和寿命成像试剂和pH检测药物。

技术领域

本发明涉及生物成像和探针领域，具体涉及在近红外二区对pH进行强度和寿命响应的稀土配合物及其制备方法和生物应用，其可以有效地实现近红外强度和寿命成像，并对细胞内pH变化实现有效检测。

背景技术

相比于传统近红外一区的染料(700-900nm)，近红外二区(900-1200nm)的染料可以实现更深层次的组织成像(Cheng Z,et al.Chem.Soc.Rev.,2018,DOI:10.1039/c8cs00234g；Dai H,et al. Nat.Biomed.Eng.,2017,1,0010)。但目前已报道的近红外二区染料只实现了荧光强度成像的研究，并且发光量子产率较低，寿命较短，限制了它们作为近红外生物探针的应用(Wan H,Yue J,Zhu S,et al.Nat.Commun.2018,9,1171；I,Eliseeva S V,Nguyen T N,et al.J.Am.Chem.Soc. 2017,139,8388-8391；Lei Z,Li X,Luo X,et al.Angew.Chem.Int.Ed.2017,56,2979-2983)。相比于荧光强度成像，荧光寿命成像可以有效地排除组织自发荧光/染料发光量子产率低/光漂白等的影响，实现对外界环境改变的有效探测(Sarder P,Maji D,and Achilefu S.Bioconjugate Chem.2015,26,963-974)，这也是近红外二区染料亟待解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种新型的在近红外二区对pH进行强度和寿命响应的稀土配合物及其制备方法。它们发光量子产率高，寿命长，具备良好的生物相容性，对pH变化有显著的相应，是潜在的活体强度和寿命成像试剂和pH检测药物。

本发明所提供的稀土配合物，由氟代四吡咯有机配体、稀土离子和轴向配体组成，其结构式如下式所示。

其中，Ln代表稀土离子。L为氟代四吡咯配体，R₁、R₂、R₃和R₄各自独立选自不同的取代基。A代表轴向多齿配体(两齿或三齿)，配位原子为氧、氮或硫、硒。

所述Ln优选为Yb、Nd、Er、Pr、Tm和Ho中的一种或多种。

所述轴向配体为氘代或卤代的乙酰丙酮配体和/或氘代或卤代的三脚架配体。

所述L为全氟代四吡咯配体，其中，为中的一种，R₁,R₂,R₃,R₄为芳环。

所述R_N1,R_N2,R_N3各自独立选自氢、烷基、烷氧基、卤素取代烷基、取代氨基或烷硫基。

所述R₁,R₂,R₃,R₄为包含一个或多个酸性基团的取代苯环，取代位置为以下结构中的任意一种。

所述酸性取代基R’包括羧基、烷羧基、磺酸基、烷基磺酸基、磷酸基、烷基磷酸基中的任意一种。

所述R₁,R₂,R₃,R₄剩余苯环包含一个或多个(少于或等于3个)取代苯环