[发明专利]一种近红外荧光染料、其制备方法及应用

说明书

本发明属于荧光成像技术领域，公开了一种近红外荧光染料、其制备方法及应用。本发明所提供的近红外荧光染料具有式(Ι)所示的结构，是一种罗丹明类近红外二窗荧光染料，本发明同时提供该种近红外荧光染料的制备方法。本发明所提供的荧光染料在近红外二窗区域发射，具有较低的光散射、较高的活体成像分辨率以及较深的穿透深度。另外，将本发明所提供的荧光染料与乙二醇、牛血清蛋白及卵磷脂等通过化学或物理方式连接，可进一步提高其在水溶液中的分散性和荧光量子效率。

技术领域

本发明属于荧光成像技术领域，特别涉及一种可用于荧光成像的近红外荧光染料、其制备方法及应用。

背景技术

相较于传统的紫外可见乃至近红外成像窗口，近红外二窗成像(NIR-II；1000-1700nm)由于在用于成像时穿透组织所导致的光吸收和光散射较少，在成像上具备较深的穿透深度和较高的时间空间分辨率，常用于活体精细结构的成像和测量，如血管阻塞判断、血流速度判断、脑肿瘤靶向及成像、活体器官体积测量等。

近红外二窗成像荧光基团很多，包括无机纳米材料和有机荧光染料。其中无机纳米材料包括半导体量子点(QD)、单壁碳纳米管(SWNT)、下迁移稀土纳米材料(DCNP)等。无机纳米材料在生物活体上的应用受限于较大的尺寸，难以在体内迅速代谢。其中某些无机纳米材料潜在的生物毒性也会导致生物体损伤，极大程度局限了NIR-II无机纳米材料在生物上的应用。有机染料种类较少，主要包括苯并双噻二唑(BBTD)，其为电子受体；三苯胺，其为电子给体的D-A-D类荧光分子探针；苯并[c,d]吲哚，其为配体的花菁类染料。其中苯并[c,d]吲哚在花菁及半花菁类染料基团的引入会导致分子吸收光谱和发射光谱的大幅度红移。目前为止报道的大多数荧光染料都表现出较弱的光稳定性和严重的光漂白现象，局限了此类染料在长时间循环追踪上的应用。因此，开发一类光稳定性较好的新型近红外二窗荧光染料具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可用于近红外二窗成像的荧光染料、其制备方法及应用。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式所提供的近红外荧光染料具有式(Ι)所示的结构：

其中，n₁为1、2或3；R₁、R₂、R₃各自独立地选自氢原子、未取代的烷基、苯基取代的烷基或烷磺酸基；Z选自卤素。

优选地，所述苯基未取代或者被一个或多个卤素、烷氧基、饱和氨基或烷基取代。

进一步优选地，所述烷基为直链或具有支链的饱和烷烃。

进一步优选地，所述烷基选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、异丙基和叔丁基。

进一步优选地，所述卤素选自氟、氯、溴和碘。

本发明的实施方式还提供上述近红外荧光染料的制备方法，包含如下步骤：

其中，n₂为0或1；n₁为1、2或3；R₁、R₂、R₃各自独立地选自氢原子、未取代的烷基、苯基取代的烷基或烷磺酸基；Z选自卤素。

具体来说，上述近红外荧光染料的制备方法包括：

(1)中间体(c)的制备

化合物(b)溶解在溶剂中，逐滴加入盛有化合物(a)和碱的茄型瓶中，所述的碱选自各种有机碱和无机碱，优选碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾,乙酸钾。所述的有机溶剂选自乙酸酐、乙酸、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜等，反应温度为40～90℃，优选60℃。反应时间优选30分钟，得到中间体(c)。

(2)化合物(I)的制备