一种用于光学成像的化合物、制备方法及其键合物技术

本发明专利技术提供了一种用于光学成像的化合物，具有式I、式II或式III所示的结构。本发明专利技术提供了一种用于光学成像的化合物的制备方法，包括：将具有式a结构的化合物、3‑巯基丙酸和三乙胺在溶剂中进行亲核取代反应，得到具有式I所示结构的用于光学成像的化合物：或将具有式a结构的化合物、4‑氨基苯硫酚和三乙胺在溶剂中进行亲核取代反应，得到具有式II所示结构的用于光学成像的化合物；或在缩合剂的作用下，将具有式I结构的化合物和N‑羟基琥珀酰亚胺进行脱水缩合反应，得到具有式III所示结构的用于光学成像的化合物。本发明专利技术提供了用于光学成像的化合物荧光强度低甚至不发荧光，具有较强的光声信号，可用于制备高效光声成像探针。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学成像
，尤其涉及一种用于光学成像的化合物及其制备方法。
技术介绍
光声成像是近年来兴起的一种无损医学成像方法，其检测的是超声信号，反映的是吸收光能量而产生的热膨胀差异，这一技术能很好地结合光学和超声这两种成像技术各自的优点。由于探测的是超声信号，这一技术克服了纯光学成像技术在成像深度与分辨率上不可兼得的问题，而具有出色的空间分辨率和令人满意的成像深度，结合了纯光学成像的高对比度特性和纯超声成像的高穿透深度特性。一些内源性蛋白质如hemoglobin、myoglobin、melanin等能够产生光声信号，可用于肿瘤血管成像和氧饱和度的检测。为了提高成像效果，人们已开发了多种外源性光声造影剂，如有机小分子染料、金纳米粒子、单壁碳纳米管(SWNT)、铜纳米粒子等。但是，目前所用的有机小分子染料都是一些荧光染料，这些荧光染料在吸收近红外光的能量后，很大一部分会以另一种波长更长的近红外光的形式发射出去，这样大量能量没有被用于产生热膨胀，造成了所吸收光能量的无效损耗。为了拓展光声成像物质的应用范围，提高成像效果，开发新型的信号更强的外源性有机小分子光声染料是很有必要的。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种用于光学成像的化合物、制备方法及其键合物，本专利技术提供的用于光学成像的化合物具有较强的光声信号。本专利技术提供了一种用于光学成像的化合物，具有式I、式II或式III所示的结构：式I中的M、式II中的M1和式III中的M2独立地选自氯离子或对甲苯磺酸根离子。本专利技术提供的用于光学成像的化合物为近红外吸收剂IR830(CAS：134127-48-3)带有羧基、胺基、活化酯基团的功能衍生物，这种用于光学成像的化合物荧光强度低甚至不发荧光，具有较强的光声信号，可用于制备高效光声成像探针。本专利技术提供了一种用于光学成像的化合物的制备方法，包括：将具有式a结构的化合物、3-巯基丙酸和三乙胺在溶剂中进行亲核取代反应，得到具有式I所示结构的用于光学成像的化合物：式I中的M选自氯离子或对甲苯磺酸根离子；优选的，所述亲核取代反应的温度为10℃～30℃。本专利技术提供了一种用于光学成像的化合物的制备方法，包括：将具有式a结构的化合物、4-氨基苯硫酚和三乙胺在溶剂中进行亲核取代反应，得到具有式II所示结构的用于光学成像的化合物：式II中的M1选自氯离子或对甲苯磺酸根离子；优选的，所述亲核取代反应的温度为-10℃～10℃。优选的，所述亲核取代反应的时间为15小时～25小时。本专利技术提供了一种用于光学成像的化合物的制备方法，包括：在缩合剂的作用下，将具有式I结构的化合物和N-羟基琥珀酰亚胺在有机溶剂中进行脱水缩合反应，得到具有式III所示结构的用于光学成像的化合物：式I中的M和式III中的M2独立地选自氯离子或对甲苯磺酸根离子。优选的，所述缩合剂选自二环己基碳二亚胺、N,N-二异丙基碳二亚胺或1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐。优选的，所述脱水缩合反应的温度为10℃～30℃。本专利技术提供的用于光学成像的化合物以IR830为原料，通过对氯原子的亲核反应制备出带有羧基、氨基、活化酯的功能衍生物，制备方法简单、成本低、效率高。本专利技术提供了一种用于光学成像的化合物的键合物，所述用于光学成像的化合物的键合物为上述技术方案所述的用于光学成像的化合物和高分子化合物键合后的产物。本专利技术提供的用于光学成像的化合物由于带有羧基、胺基、活化酯基团，可以与高分子化合物进行键合(如聚乙二醇、多肽、蛋白等)得到键合物，这种用于光学成像的化合物的键合物具有良好的水溶性而且细胞毒性低，可以用来示踪材料在生物体内的分布和代谢，使光学成像技术得到更为广泛的应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1制备得到的用于光学成像的化合物的核磁共振氢谱图；图2为本专利技术实施例2制备得到的用于光学成像的化合物的核磁共振氢谱图；图3为本专利技术实施例3制备得到的用于光学成像的化合物的核磁共振氢谱图；图4为本专利技术实施例1、2和3制备得到的用于光学成像的化合物和IR830的近红外吸收光谱图；图5为本专利技术实施例1制备得到的用于光学成像的化合物的荧光谱图；图6为本专利技术实施例2制备得到的用于光学成像的化合物的荧光谱图；图7为本专利技术实施例3制备得到的用于光学成像的化合物的荧光谱图；图8为IR830的荧光谱图；图9为吲哚菁绿(ICG)的荧光谱图；图10为本专利技术实施例4制备得到的用于光学成像的化合物的键合物的核磁共振氢谱图；图11为本专利技术实施例4制备得到的用于光学成像的化合物的键合物的近红外吸收光谱图；图12为本专利技术实施例1、2和3制备得到的用于光学成像的化合物、IR830和传统荧光材料吲哚菁绿(ICG)的假体光声图像；图13为本专利技术实施例1、2和3制备得到的用于光学成像的化合物、IR830和传统荧光材料吲哚菁绿(ICG)的光声信号强度-浓度图；图14为本专利技术实施例4制备得到的用于光学成像的化合物的键合物和传统荧光材料吲哚菁绿(ICG)的光声信号强度-浓度图。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员经改进或润饰的所有其它实例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种用于光学成像的化合物，具有式I、式II或式III所示的结构：式I中的M、式II中的M1和式III中的M2独立地选自氯离子或对甲苯磺酸根离子。在本专利技术中，所有化合物中未给出的端基均为甲基。本专利技术提供了一种用于光学成像的化合物的制备方法，包括：将具有式a结构的化合物、3-巯基丙酸和三乙胺在溶剂中进行亲核取代反应，得到具有式I所示结构的用于光学成像的化合物：式I中的M选自氯离子或对甲苯磺酸根离子；在本专利技术中，所述式a结构的化合物、3-巯基丙酸和三乙胺亲核取代反应
的温度优选为10℃～30℃，更优选为15℃～25℃，最优选为18℃～22℃。在本专利技术中，所述式a结构的化合物、3-巯基丙酸和三乙胺亲核取代反应的时间优选为15小时～25小时，更优选为18小时～22小时，最优选为20小时。在本专利技术中，优选在氮气的保护下进行所述亲核取代反应。在本专利技术中，优选在密封的条件下进行所述亲核取代反应。在本专利技术中，优选在避光的条件下进行所述亲核取代反应。在本专利技术中，所述具有式a结构的化合物的制备方法为：将具有式b结构的化合物和盐酸在异丙醇中反应，得到具有式a所示结构的化合物：在本专利技术中，所述具有式b所示结构的化合物和盐酸反应的温度优选为15℃～25℃，更优选为18℃～22℃，最优选为20℃。在本专利技术中，所述具有式b所示结构的化合物和盐酸反应的时间优选为8min～12min，更优选为10min。在本专利技术中，所述具有式b所示结构的化合物为IR830(CAS：134127-48-3)，其广泛应用于计算机直接制版(Computer-to-Plate,简称CTP或CtP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于光学成像的化合物，具有式I、式II或式III所示的结构：式I中的M、式II中的M1和式III中的M2独立地选自氯离子或对甲苯磺酸根离子；上述结构中未给出的端基均为甲基。

【技术特征摘要】
1.一种用于光学成像的化合物，具有式I、式II或式III所示的结构：式I中的M、式II中的M1和式III中的M2独立地选自氯离子或对甲苯磺酸根离子；上述结构中未给出的端基均为甲基。2.一种用于光学成像的化合物的制备方法，包括：将具有式a结构的化合物、3-巯基丙酸和三乙胺在溶剂中进行亲核取代反应，得到具有式I所示结构的用于光学成像的化合物：式I中的M选自氯离子或对甲苯磺酸根离子；3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述亲核取代反应的温度为10℃～30℃。4.一种用于光学成像的化合物的制备方法，包括：将具有式a结构的化合物、4-氨基苯硫酚和三乙胺在溶剂中进行亲核取代反应，得到具有式II所示结构的用于光学成像的化合物：式II中的M1选自氯离子或对甲苯磺酸根离子；5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述亲核取代反应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤朝晖，牛月伟，宋万通，陈学思，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22