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香港科大教授唐本忠院士、新加坡国大刘斌教授、华南理工赵祖金教授: 高效近红外荧光基团用于靶向光动力疗法和体内双光子荧光生物成像
2018-02-07 来源:材料人    点击次数:865次    

  近日,香港科技大学唐本忠教授 、新加坡国立大学刘斌教授、华南理工大学赵祖金教授等人合成并表征了一系列基于苯并[1,2-b:4,5-b'''''''']二噻吩1,1,5,5-四氧化物(BDTO)的红/近红外荧光团它们既具有聚集诱导的发射,又具有混合的局部和电荷转移特性。结晶学,光谱学,电化学和计算结果表明,苯并[1,2-b:4,5-b'''''''']二噻吩氧化为BDTO可以赋予荧光团发射红移,提高发射效率,降低能级, 双光子吸收截面增大,活性氧生成效率提高。用近红外荧光TPA-BDTO制备的纳米粒子在癌细胞的靶向光动力学消融和活体小鼠脑血管的双光子荧光成像中显示出高的光稳定性和生物相容性,具有良好的性能。

  相关成果以题为“Efficient Red/Near-Infrared Fluorophores Based on Benzo[1,2-b:4,5-b′]dithiophene 1,1,5,5-Tetraoxide for Targeted Photodynamic Therapy and In Vivo Two-Photon Fluorescence Bioimaging”发表在了Adv. Funct. Mater.上。

图1 热椭球图(ORTEP)

(A,B)A)TPA-BDTO(CCDC 1558615)和B)TPA-BDT(CCDC 1563743)的晶体结构的热椭球图(ORTEP)

图2 晶体填充和分子间堆叠

(A,B) TPA-BDTO和TPA-BDT的A)晶体填充和B)分子间堆叠。 为了清楚起见,溶剂分子和氢原子被省略

图3 分子前沿轨道幅度图

通过B3LYP/6-31G(d,p)计算的基于BDTO和BDT的荧光团的分子前沿轨道幅度图

图4 共聚焦荧光图像

(A-H)在488nm出激光激发的经TPA-BDTO-cRGD NPs染色的A-D)MDA-MB-231细胞和E-H)NIH/3T3细胞的共聚焦荧光图像

  该研究合成并表征了一系列基于BDTO核心的红色/近红外荧光团,并通过晶体学,光谱学,理论计算和电化学等方法对其结构-性质关系进行了充分的研究。基于BDTO的荧光团具有明显的AIE和HLCT特征,与BDT相比,具有更多的红移发射,更高的发射效率,更低的能量水平,更大的双光子吸收截面以及更有效的ROS生成。这项研究几乎概述了开发用于体内双光子荧光成像的新型红/近红外有机荧光团的有效基本策略。

  论文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201706945/full

 
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