[发明专利]近红外第二窗口发射稀土络合物荧光染料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种近红外第二窗口发射稀土络合物荧光染料及其制备方法和应用。本发明的稀土络合物由吡咯大环配体A、稀土离子Ln以及氘代或者卤代的三脚架配体L组成；A为细菌叶绿素衍生物、酞菁或可咯，Ln选自Ce、Pm、Eu、Gd、Tb、Pr、Nd、Sm、Dy、Ho、Er、Tm和Yb，L为氘代或者卤代的Klӓui三脚架配体和/或氘代或卤代的Tp三脚架配体。该稀土络合物具有大于700nm的近红外吸收和大于1500nm的近红外第二窗口发射，摩尔消光系数大，谱峰窄且范围可调，斯托克斯位移大于700nm，在各种溶剂中有很好的溶解性和较高的量子效率，在生物成像、光纤通讯和近红外有机发光二极管等领域具有应用前景。

技术领域

本发明属于生物材料技术领域，具体涉及一类近红外第二窗口发射的稀土络合物类荧光染料及其制备方法，以及该荧光染料在制备淋巴成像以及多重检测用造影剂中的应用。

背景技术

荧光多重编码技术可以实时报告不同的生物标志物的活动，是生命活动以及医药健康研究中重要的工具。相比于传统荧光成像所用的波段(400nm-900nm)，在近红外第二窗口(1000-1700nm)，尤其是近红外第二窗口b区(1500nm-1700nm)，生物组织的自发荧光及其对光的散射降为最低，显著提高了成像质量，使得荧光成像在检测深度和分辨率方面取得了前所未有的提高。因此在近红外第二窗口进行荧光多重编码，有望在活体实现更高分辨率和信噪比的原位成像以及检测。目前，常用的近红外第二窗口的造影剂包括一些有机小分子和量子点。它们的斯托克斯位移小，荧光光谱重叠严重，极大地限制了近红外第二窗口荧光编码的数量。因此设计出光稳定性好，吸收发射半峰宽窄，斯托斯位移大，发射波长长是目前近红外第二窗口多重编码荧光团的焦点。

发明内容

本发明的目的在于提供一类生物相容性好、光稳定性高、斯托克斯位移大，吸收发射半峰宽窄，荧光性能优异的近红外第二窗口b区发射的分子型荧光染料及其制备方法和应用。

本发明提供的近红外第二窗口b区发射的分子型荧光染料，为一种稀土络合物类荧光染料，由吡咯大环配体(记为A)、稀土离子(记为Ln)以及氘代或者卤代的三脚架配体(记为L)组成，其结构通式如下式所示：

其中，所述吡咯大环配体A为细菌叶绿素衍生物、酞菁或可咯，所述的稀土离子Ln选自Ce、Pm、Eu、Gd、Tb、Pr、Nd、Sm、Dy、Ho、Er、Tm和Yb中的一种或者多种，所述氘代或是卤代的三脚架配体L为氘代或者卤代的三脚架配体和/或氘代或卤代的Tp三脚架配体。

该稀土络合物具有大于700nm的近红外吸收和大于1500nm的近红外第二窗口发射，摩尔消光系数大，谱峰窄(半峰宽约20nm)且范围可调，斯托克斯位移大于700nm，在各种溶剂中都有很好的溶解性和较高的量子效率，不易受质子性溶剂环境的影响而淬灭，在生物成像、光纤通讯和近红外有机发光二极管等领域均有巨大的应用前景。

本发明中，所述吡咯大环配体A优选为具有如下通式I、II、III、IV所示的卟啉：

其中，R₁、R₂、R₃、R₄为芳环，G₁、G₂、G₃、G₄、G₅、G₆、G₇、G₈为氢、烷基、烷氧基或者羟基中的一种，X₁、X₂、X₃、X₄为氢、氘、氟、氯、溴、碘、羧酸脂、苯环、烷基中的一种。

本发明中，R₁、R₂、R₃、R₄所述芳环优选为如下结构中的任意一种：