具有近红外二区发光性质的立体异构体对、荧光探针及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种具有近红外二区发光性质的立体异构体对、荧光探针及其制备方法和应用。所述立体异构体对的结构通式如下所示：其中，X<supgt;‑</supgt;包括ClO<subgt;4</subgt;<supgt;‑</supgt;、BF<subgt;4</subgt;<supgt;‑</supgt;、CF<subgt;3</subgt;COO<supgt;‑</supgt;、Cl<supgt;‑</supgt;、Br<supgt;‑</supgt;、I<supgt;‑</supgt;、NO<subgt;3</subgt;<supgt;‑</supgt;中的任一种；R<subgt;1</subgt;、R<subgt;2</subgt;独立包括中的任一种。本发明专利技术的具有近红外二区发光性质的立体异构体对在吸收/荧光发射波长、荧光量子效率以及响应性方面表现出明显的光学/理化性质差异，其中一种异构体在生理环境中表现出高灵敏和高特异的响应性，而另一种异构体则几乎没有响应性。同时，该立体异构体在诱导细胞焦亡过程中表现出明显差异的生物医学活性，在生物成像、药物筛选和开发等领域具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于近红外二区荧光探针，具体涉及一种在光学性质和生物医学活性方面具有显著差异的近红外二区发光性质的立体异构体对、荧光探针及其制备方法和应用。

技术介绍

1、与传统的ct成像、磁共振成像(mri)、正电子发射断层扫描成像(pet)及超声成像(us)等成像技术相比，荧光成像具有灵敏度高、特异性强、实时性好、成本低且无电离辐射等优点，在生物医学成像领域受到越来越多的关注。其中近红外二区(nir-ii，900-1700nm)荧光成像可以有效避免生物组织自发荧光干扰、减少光在组织中的吸收和散射，显著提高荧光成像的组织穿透深度和成像对比度，在肿瘤检测、术中荧光导航、疾病诊疗等领域展现出巨大的应用前景。

2、nir-ii区荧光成像的发展离不开高质量的造影剂的开发。目前，多种nir-ii区荧光探针被开发，包括单壁碳纳米管、量子点、稀土纳米粒子以及有机分子探针等。其中nir-ii区有机荧光探针因具有高生物相容性、易于功能化设计、可生物代谢等优点，在临床转化方面展现出明显的优势。目前已有多种类型的nir-ii区分子探针被报道，推动了nir-ii区荧光成像在生物医学领域的发展。

3、cn108997771a公开了一类在近红外区具有强吸收和光热效应的染料及其制备方法与应用，该方法利用罗丹明结构作为荧光半体，设计了多种具有三甲川、五甲川和七甲川结构的花菁分子，这类探针在近红外区域具有强吸收特性，可用于光热治疗应用。

4、但现有技术并没有公开过近红外二区荧光探针立体异构体及其制备方法和应用。

5、分子立体异构体在生理状态下通常表现出不同的生物活性。最为出名的“反应停”即是这类分子，其一种异构体无毒，具有镇定作用，而另一种异构体虽然具有药效，但代谢产物却具有很强的致畸作用。因此设计、合成并分离出近红外二区荧光探针的立体异构体，以研究其光物理化学性质差异和生物医学效应具有重要意义。然而由于立体异构体间的极性差别极小，分离纯化困难，目前研究使用的近红外二区荧光探针仍是立体异构体的混合物。

技术实现思路

1、本专利技术的主要目的在于提供一种稳定且易于低成本高效分离的具有近红外二区发光性质的立体异构体对及其制备方法，以克服现有技术中的不足。

2、本专利技术的另一目的还在于提供一种近红外二区荧光探针。

3、本专利技术的另一目的还在于提供所述具有近红外二区发光性质的立体异构体对或近红外二区荧光探针的应用。

4、为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：

5、本专利技术实施例提供了一种具有近红外二区发光性质的立体异构体对，所述立体异构体的结构通式包括式(i)和式(ii)：

6、

7、其中，x-包括clo4-、bf4-、cf3coo-、cl-、br-、i-、no3-中的任意一种；

8、r1包括中的任意一种；

9、r2包括中的任意一种；

10、m为0～2中的任一整数，n为0～2中的任一整数，z为1或2。

11、本专利技术实施例还提供了一种具有近红外二区发光性质的立体异构体对的制备方法，其包括：

12、使包含氧鎓离子的第一化合物与缩合剂进行缩合反应，得到中间体；

13、使所述中间体与包含氧鎓离子的第二化合物继续进行缩合反应，制得具有近红外二区发光性质的立体异构体对；

14、其中，所述包含氧鎓离子的第一化合物具有如式(iii)所示的结构：

15、

16、其中，x-包括clo4-、bf4-、cf3coo-、cl-、br-、i-、no3-中的任意一种；

17、r1包括中的任意一种；m为0～2中的任一整数；

18、所述缩合剂具有如式(iv)所示的结构：

19、

20、其中，z为1或2；

21、所述包含氧鎓离子的第二化合物具有如式(v)所示的结构：

22、

23、其中，x-包括clo4-、bf4-、cf3coo-、cl-、br-、i-、no3-中的任意一种；

24、r2包括中的任意一种；n为0～2中的任一整数。

25、本专利技术实施例还提供了由前述制备方法制得的具有近红外二区发光性质的立体异构体对。

26、本专利技术实施例还提供了一种具有近红外二区发光性质的立体异构体对的纯化方法。

27、本专利技术实施例还提供了一种近红外二区荧光探针，其包括前述的具有近红外二区发光性质的立体异构体对。

28、本专利技术实施例还提供了前述具有近红外二区发光性质的立体异构体对或近红外二区荧光探针在生物成像或可视化的药物筛选和开发中的应用。

29、与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：

30、(1)本专利技术提供的一系列近红外二区荧光探针立体异构体对，其制备方法所用原料廉价易得，合成条件相对温和，合成效率较高；并且这些立体异构体分子分离纯化简单，可利用硅胶柱或普通hplc色谱柱进行分离，易于规模化生产；

31、(2)本专利技术提供的近红外二区荧光探针立体异构体对在光物理化学性质和生物医学活性方面存在着明显的差异，可用于活体近红外二区荧光成像或疾病检测；

32、(3)本专利技术提供的近红外二区荧光探针立体异构体对具有显著差异的细胞效应，在作为成像工具之外，还可以用于药物开发。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有近红外二区发光性质的立体异构体对，其特征在于，所述立体异构体的结构通式包括式(I)和式(II)：

2.一种具有近红外二区发光性质的立体异构体对的制备方法，其特征在于，包括：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，包括：将包含氧鎓离子的第一化合物、缩合剂与第一反应溶剂混合，并于保护性气氛中进行缩合反应，制得中间体；

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，包括：将所述中间体、包含氧鎓离子的第二化合物、碱与第二反应溶剂混合，并于保护性气氛中继续进行缩合反应，得到具有近红外二区发光性质的立体异构体对；

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述中间体与包含氧鎓离子的第二化合物的摩尔比为1：(0.5～10)，优选为1：(0.8～1.5)；

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，还包括：采用硅胶柱对继续反应所获产物进行分离纯化，得到混合结构的立体异构体对；

7.由权利要求2-6中任一项所述制备方法制得的具有近红外二区发光性质的立体异构体对。

8.权利要求7所述的具有近红外二区发光性质的立体异构体对的纯化方法，其特征在于，包括：使所述具有近红外二区发光性质的立体异构体通过硅胶柱，进行分离纯化；

9.一种近红外二区荧光探针，其特征在于，所述近红外二区荧光探针包括权利要求1或7所述的具有近红外二区发光性质的立体异构体对。

10.权利要求1或7所述的具有近红外二区发光性质的立体异构体对或权利要求9所述的近红外二区荧光探针在生物成像或可视化的抗肿瘤药物筛选和开发中的应用。

...

【技术特征摘要】

1.一种具有近红外二区发光性质的立体异构体对，其特征在于，所述立体异构体的结构通式包括式(i)和式(ii)：

2.一种具有近红外二区发光性质的立体异构体对的制备方法，其特征在于，包括：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，包括：将包含氧鎓离子的第一化合物、缩合剂与第一反应溶剂混合，并于保护性气氛中进行缩合反应，制得中间体；

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，包括：将所述中间体、包含氧鎓离子的第二化合物、碱与第二反应溶剂混合，并于保护性气氛中继续进行缩合反应，得到具有近红外二区发光性质的立体异构体对；

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述中间体与包含氧鎓离子的第二化合物的摩尔比为1：(0.5～10)，优选为1：(0.8～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王强斌，李团伟，杨小虎，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：