aktualności

Oparty na szkielecie aza-BODIPY, NIR1001 zawiera grupy elektronodonorowe (np. 4-N,N-difenyloaminofenyl) w pozycjach 2,6, tworząc symetryczną strukturę D-π-D1. Taka konstrukcja zwęża szczelinę HOMO-LUMO, przesuwając pik absorpcji poza 1000 nm i wzmacniając wewnątrzcząsteczkowy transfer ładunku (ICT). W THF, NIR1001 wykazuje maksymalny przekrój czynny absorpcji dwufotonowej (TPA) wynoszący 37 GM, co stanowi dwukrotną poprawę w porównaniu z tradycyjnymi pochodnymi BODIPY. Jego czas życia w stanie wzbudzonym wynoszący 1,2 ps umożliwia wydajne przejścia bezpromieniste, dzięki czemu nadaje się do terapii fotodynamicznej (PDT).

Obliczenia DFT ujawniają, że mechanizm transferu ładunku NIR1001 wynika z delokalizacji elektronów π między cząsteczkami donora i akceptora. Modyfikacja metoksy dodatkowo zwiększa absorpcję NIR w oknie fototerapeutycznym (650-900 nm), poprawiając czułość1. W porównaniu z barwnikami AF Uniwersytetu Fudan, NIR1001 zachowuje niską masę cząsteczkową (<500 Da) i charakteryzuje się o 40% wyższą fotostabilnością. Modyfikacja karboksylacji poprawia rozpuszczalność w wodzie (cLogD = 1,2), zmniejszając niespecyficzną adsorpcję w układach biologicznych.

3. Zastosowania biomedyczne
W bioobrazowaniu sonda hCG-NIR1001 sprzężona z hCG umożliwia obrazowanie pęcherzyków jajnikowych i mikroprzerzutów o wysokiej rozdzielczości przy wzbudzeniu o długości fali 808 nm. Dzięki głębokości penetracji 3 cm w NIR-II, sonda ta trzykrotnie przewyższa sondy NIR-I, jednocześnie redukując fluorescencję tła o 60%. W mysim modelu uszkodzenia nerek, sonda NIR1001 wykazuje 85% wychwytu swoistego dla nerek, wykrywając uszkodzenia sześć razy szybciej niż kontrolne makrocząsteczki.
W terapii fotodynamicznej (PDT) NIR1001 generuje reaktywne formy tlenu (ROS) w stężeniu 0,85 μmol/J pod wpływem promieniowania laserowego o długości fali 1064 nm, skutecznie indukując apoptozę komórek nowotworowych. Nanocząsteczki NIR1001 zamknięte w liposomach (NP) kumulują się w guzach 7,2 razy częściej niż wolny barwnik, minimalizując efekty pozacelowe.
4. Monitoring przemysłowy i środowiskowy
W zastosowaniach przemysłowych NIR1001 jest zintegrowany z analizatorem SupNIR-1000 firmy Juhang Technology, służącym do sortowania owoców, oceny jakości mięsa i przetwórstwa tytoniu. Działając w zakresie 900–1700 nm, jednocześnie mierzy zawartość cukru, wilgotność i pozostałości pestycydów w ciągu 30 sekund z dokładnością odczytu ±(50 ppm + 5%). W samochodowych czujnikach CO2 (ACDS-1001), NIR1001 umożliwia monitorowanie w czasie rzeczywistym z czasem reakcji T90≤25 s i 15-letnią żywotnością.
Do detekcji środowiskowej sondy funkcjonalizowane NIR1001 wykrywają metale ciężkie w wodzie. W pH 6,5–8,0 intensywność fluorescencji liniowo koreluje ze stężeniem Hg²⁺ (0,1–10 μM) z granicą wykrywalności 0,05 μM, przewyższając metody kolorymetryczne o dwa rzędy wielkości.
5. Innowacje technologiczne i komercjalizacja
Materiały Qingdao TopwellWykorzystuje ciągłą syntezę do produkcji NIR1001 o czystości 99,5%, z wydajnością 50 kg/partia. Dzięki reaktorom mikrokanałowym czas kondensacji Knoevenagela został skrócony z 12 godzin do 30 minut, co pozwala obniżyć zużycie energii o 60%. Seria NIR1001 z certyfikatem ISO 13485 dominuje na rynku biomedycznym.