новини

1. Въведение

Багрилата, абсорбиращи близката инфрачервена (NIR) област, са получили значително внимание в материалознанието и биомедицината поради уникалните си предимства при изобразяване на дълбоки тъкани и високопрецизно откриване. Като NIR багрило от следващо поколение,NIR1001постига абсорбция с червено отместване в NIR-II областта (1000-1700 nm) чрез иновативно молекулярно инженерство, предлагайки нови възможности за приложения във фотоелектрониката и биомедицинската диагностика.
NIR абсорбиращо багрило nir1001-2

2. Молекулен дизайн и фотофизични свойства

Базиран на aza-BODIPY скелета, NIR1001 включва електронодонорни групи (напр. 4-N,N-дифениламинофенил) на 2,6-позиции, образувайки симетрична D-π-D структура1. Този дизайн стеснява HOMO-LUMO празнината, измествайки пика на абсорбция отвъд 1000 nm и подобрявайки вътремолекулния пренос на заряд (ICT). В THF, NIR1001 показва максимално напречно сечение на двуфотонна абсорбция (TPA) от 37 GM, което е двукратно подобрение спрямо традиционните BODIPY производни. Времето му на живот във възбудено състояние от 1,2 ps позволява ефективни нерадиационни преходи, което го прави подходящ за фотодинамична терапия (PDT).
DFT изчисленията показват, че механизмът на пренос на заряд на NIR1001 произтича от π-електронна делокализация между донорната и акцепторната част. Метокси модификацията допълнително подобрява абсорбцията на NIR във фототерапевтичния прозорец (650-900 nm), подобрявайки чувствителността1. В сравнение с AF багрилата на университета Фудан, NIR1001 поддържа малко молекулно тегло (<500 Da) с 40% по-висока фотостабилност. Карбоксилиращата модификация подобрява разтворимостта във вода (cLogD=1.2), намалявайки неспецифичната адсорбция в биологични системи.

3. Биомедицински приложения
При биоизобразяване, hCG-конюгираната сонда hCG-NIR1001 постига изображения с висока резолюция на яйчникови фоликули и микрометастази при възбуждане от 808 nm. С дълбочина на проникване от 3 cm в NIR-II, тя превъзхожда NIR-I сондите три пъти, като същевременно намалява фоновата флуоресценция с 60%. В модел на бъбречно увреждане при мишки, NIR1001 показва 85% специфично за бъбреците поемане, откривайки увреждането шест пъти по-бързо от макромолекулните контроли.
За фотодинамична терапия (ФДТ), NIR1001 генерира реактивни кислородни видове (ROS) с концентрация от 0,85 μmol/J под лазерно облъчване с дължина на вълната 1064 nm, като ефективно индуцира апоптоза на туморните клетки. Липозомо-капсулираните NIR1001 наночастици (NPs) се натрупват 7,2 пъти повече в туморите, отколкото свободното багрило, като по този начин минимизират страничните ефекти.
4. Индустриален и екологичен мониторинг
В индустриални приложения, NIR1001 е интегриран в анализатора SupNIR-1000 на Juhang Technology за сортиране на плодове, оценка на качеството на месото и обработка на тютюн. Работейки в диапазона 900-1700 nm, той едновременно измерва съдържанието на захар, влагата и остатъците от пестициди в рамките на 30 секунди с точност ±(50ppm+5% от показанието). В автомобилните CO2 сензори (ACDS-1001), NIR1001 позволява наблюдение в реално време с време за реакция T90≤25s и 15-годишен живот.
За откриване в околната среда, сонди с NIR1001-функционализация откриват тежки метали във вода. При pH 6,5-8,0, интензитетът на флуоресценция линейно корелира с концентрацията на Hg²⁺ (0,1-10 μM) с граница на откриване от 0,05 μM, превъзхождайки колориметричните методи с два порядъка.
5. Технологични иновации и комерсиализация
Материали от Кингдао Топуелизползва непрекъснат синтез за производство на NIR1001 с чистота 99,5% и капацитет от 50 кг/партида. С помощта на микроканални реактори времето за кондензация на Кньовенагел се намалява от 12 часа на 30 минути, намалявайки консумацията на енергия с 60%. Серията NIR1001, сертифицирана по ISO 13485, доминира на биомедицинския пазар.


Време на публикуване: 16 юли 2025 г.