近红外多通道半花菁分子设计与应用文献综述

 2022-12-03 19:19:14

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

一、研究背景

近红外荧光染料是常用的荧光探针之一,由于近红外是介于可见光(ⅥS)和中红外光(MIR)之间的电磁波,按ASTM(美国试验和材料检测协会)定义是指波长在780~2526nm范围内的电磁波。许多生物体及其组织在可见光的激发下自身会发射荧光【1】,对生物样品的荧光检测和造影会造成干扰,如血浆中血清蛋白的荧光波长范围为 325~350nm,还原性烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸酶(NADPH)和胆红素的荧光波长范围为 430~470nm【2-3】,使得可见光区荧光分析的灵敏度和准确性受到了很大的影响。而近红外荧光染料自身最大吸收峰大于 600nm,能够有效降低生物体内物质的自吸收和自发荧光干扰,从而在提高了检测的灵敏度和选择性的同时还能够减少对生命体的损伤,有利于进行活体检测,因此,有机荧光染料被广泛应用于生物分析等领域。

而半花菁染料通常有大的共轭体系和刚性平面,有摩尔吸光系数高、光谱范围广、荧光量子产率高等优点,在众多领域备受青睐。又由于蛋白质分子对半花菁染料有着比较好的荧光增强作用,与近红外染料的功能十分契合且能有效改善近红外染料的荧光强度问题。所以将近红外染料和半花菁染料结合而得到的近红外半花菁荧光探针分子就是比较理想的检测类分子探针。而在已得到的近红外半花菁荧光探针分子NRH-1的基础上进行一系列的同系物合成。从而能够使合成所得到的目标分子在人体内部安全而有效的发挥出理想效果。【2-3】

由于苯环等基团的存在使得近红外半花菁荧光探针分子的脂溶性有着足够的保证,但同时也导致了近红外半花菁荧光探针分子的水分散性不佳,不利于进入生物体内部进行作用,从而需要借助药剂学方面的方法来辅助使用。为了改善这一情况,需要通过药物修饰的手段来对近红外半花菁荧光探针分子进行改进,加入磺酸基等能有效提高水溶性的基团来改变整个探针整体的水分散性。所以需要完整的合成工艺流程来确定基团取代的可行性与可重复性。并在得到粗品之后加以柱色谱等方法提纯来得到最终目标产物。

二、研究的内容和方法

本课题拟采用改变NRH-1中吲哚环上N的取代基团来改变目标物NRH-1的相关物化性质,从而提升该荧光分子探针的应用范围与使用条件。

首先需要进行基础分子的合成,完成一套完整的工艺路线以此来确定反应的可行性,并在此基础上完成对不同基团取代的NRH-1进行合成时反应条件的调整,以保证最终反应产物的产率、稳定性及流程的可重复性。

1.近红外半花菁染料无取代NRH的合成

无取代——即N上无任何取代基

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