[發明專利]一種基于咔唑基的有機雙雜環近紅外熒光探針及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202010915801.6
• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN111961040B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 劉鴻志;王清正
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C07D405/14
• 分類號: C07D405/14;C07D409/14;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 張宏松

本發明涉及一種基于咔唑基的有機雙雜環近紅外熒光探針，其結構式如下式I所示：本發明的近紅外熒光探針是在近紅外波長區域有較強的發射，其光熱性質和化學穩定性都比較高。本發明所述的近紅外熒光探針制備方法簡單、熒光量子產率高和斯托克斯位移大，在發展近紅外熒光探針和生物熒光成像中具有重要的應用前景。其中，X為O或S。

技術領域

本發明涉及一種基于咔唑基的有機雙雜環近紅外熒光探針及其制備方法與應用，屬于近紅外熒光探針技術領域。

背景技術

生物光學成像由于檢測儀器發展成熟、靈敏度高、對比度高、分辨率高、成像直觀、成像速度快和無損檢測等優點被廣泛應用于醫學生物研究。依據檢測方式的不同生物光學成像可分為熒光成像、生物發光成像、光聲成像、光學斷層層析成像等，其中，熒光成像(Fluorescent Imaging)是采用熒光報告基團(GFP、RFP及Cyt等)或熒光染料進行標記，是生物醫學領域研究的重要手段，可用于研究目標分子的所在位置及濃度等，能在細胞水平獲得更高的分辨率等優勢。熒光探針分子由于其合成簡單、靈敏度高、選擇性好、響應時間短、可直接觀察等優點，在分子、離子檢測和細胞成像技術中得到廣泛的研究和應用。而近紅外(near-infrared，NIR)熒光染料標記技術由于較低的組織自發熒光和較強的組織穿透能力等特點，通過熒光染料標記可以對目標細胞進行實時、連續檢測，在小動物活體成像方面具有廣闊的應用前景，目前正逐步應用于細胞標記示蹤研究。

咔唑是一類含有富電子的含氮雜環化合物，具有大的π共軛剛性平面結構，這種獨特的結構使其及衍生物表現出了許多優異的光電性能和生物活性。有機雙雜環分子，特別是噻吩和呋喃這兩類化合物及其它們的衍生物在醫藥領域和光電功能材料中都有著廣泛的應用。目前已發展的近紅外有機熒光探針要么斯托克斯位移較小，為10-20nm左右，會導致部分發射光被自吸收，造成熒光淬滅；要么熒光量子產率低，這些都會造成生物熒光成像中的對比度大大下降。

中國專利文獻CN107501207A公開了一種基于噻吩嗪的近紅外熒光染料及其合成方法和應用。該近紅外熒光染料由10-乙基噻吩嗪-3-甲醛與4-(氰基甲基)芐腈通過縮合反應而得到。本發明所述的近紅外熒光染料可對潰瘍型結直腸炎動物模型進行熒光成像。該熒光探針發射波長較短、斯托克斯位移較小的缺陷。

因此發展具有大斯托克斯位移和發射波長較大的近紅外有機熒光探針，可極大地提高熒光成像的精確度，這是非常有必要的。

發明內容

針對現有技術的不足，尤其是目前近紅外有機熒光探針斯托克斯位移較小、發射波長較短的難題，本發明提供一種基于咔唑基的有機雙雜環近紅外熒光探針及其制備方法與應用。

本發明提供的基于咔唑基的有機雙雜環近紅外熒光探針具有斯托克斯位移大、發射波長較長和良好的化學穩定性。

為了實現上述目的，本發明是通過如下技術方案實現的：

一種基于咔唑基的有機雙雜環近紅外熒光探針，其結構式如下式Ⅰ所示：

其中，X為O或S。

根據本發明優選的，當X為O時，為具有呋喃結構的咔唑基有機雙雜環近紅外熒光探針：2-(2，6-雙((E)-2-(5-(9H-咔唑-9-基)呋喃-2-基)乙烯基)-4H-吡喃-4-亞烷基)丙二腈，結構式如下式Ⅱ所示：

根據本發明優選的，當X為S時，為具有噻吩結構的咔唑基有機雙雜環近紅外熒光探針：2-(2，6-雙((E)-2-(5-(9H-咔唑-9-基)噻吩-2-基)乙烯基)-4H-吡喃-4-亞烷基)丙二腈，結構式如下式Ⅲ所示：

一種基于咔唑基的有機雙雜環近紅外熒光探針的制備方法，包括步驟如下：