[发明专利]一种近红外氮杂吡咯烷染料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种氮杂吡咯烷染料，所述染料由卤素、重金属和氮杂吡咯烷骨架构成，通过在氮杂吡咯烷基体上引入卤素和多重重金属赋予了染料更加卓越的光热和光动力效果。所述染料在近红外波长区域有较强的吸收和发射，光热性质和化学稳定性都有提高，降低了自发荧光对检测信号的干扰，减少了激发光源对生物组织的伤害，可用于光热成像、光声成像等多模成像引导下的光动力光热肿瘤治疗，是很好的光学生物材料，且制备工业简单，生产效率高，可用于大规模生产。

技术领域

本发明属于有机光电、生物材料技术领域。具体涉及一种基于氮杂吡咯烷的、可单波长激发的、具有近红外吸收的光热光动力染料和其制备方法及其在荧光成像、光热成像、光声成像、光热治疗以及光动力治疗等领域中的应用。

背景技术

肿瘤一直是难以攻克的致死性疾病，目前对肿瘤的治疗方法还停留在传统的手术疗法、化疗或放射疗法；这些治疗方式往往会伴随着毒副作用的产生，治疗效果不佳。探索新的、毒副作用小的治疗方法，或者已有治疗方法的基础上增加一些辅助手段，进而提高疗效、减轻毒副作用，是目前肿瘤治疗亟待解决的问题。

随着科学技术的不断发展，科研工作者逐渐开发出了多种新型治疗方案，其中光热光动力治疗作为一种非侵入性的肿瘤治疗手段，可以实时的进行肿瘤部位精确治疗，大大的提高了肿瘤治疗的效果。然而肿瘤部位的乏氧特性阻碍了光动力治疗的发展。低的光热转换效率阻碍了肿瘤的光热治疗。但是，光动力和光热协同治疗则大大有利于肿瘤的消除，一方面，光热治疗可以升高肿瘤部位温度，从而增强肿瘤部位血液流通，提高氧气的供给，从而提高光动力治疗效果。另一方面，光动力肿瘤治疗可以弥补光热治疗的缺陷。因此，如何选择理想的材料用于肿瘤治疗引起大家的深切关注。

近红外染料是一类性能良好的功能性染料，在近红外光区有很好的吸收，在无线电射频识别、肿瘤治疗、太阳能电池等领域有广泛的应用。用于生物成像时，除了具有近红外吸收、发射波长、还具有良好的水溶性和较低的生物毒性，特异的组织或细胞靶向性以及良好的细胞穿透性等，从而达到更安全、高效、灵敏的荧光成像目的。

有机光敏剂和光热材料是一类性能良好的功能性染料，主要包括吡咯烷、方酸、花菁、卟啉、罗丹明等染料。其中，氮杂吡咯烷类染料具有相对较好的光稳定性、可调节的近红外吸收，这使得其能广泛应用于光学技术、生物成像等领域。值得注意的是，材料的光动力效果和光热效果与材料的构成密切相关，一般重原子的引入可以增强系间窜越从而提高材料的光动力效果，相关文献也指出重金属铂可以增强材料的光热效果。

因此，结合重原子和氮杂吡咯烷的性质设计出具有良好光热和光动力效果的光热光动力材料将具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的不足，通过将卤素和过渡金属键合到氮杂吡咯烷上，设计并合成一种杂氮吡咯烷染料，该种染料可单光源激发并具有良好的光声成像、光热成像及生物肿瘤的光热和光动力相结合的治疗效果。

本发明的技术方案为：一种氮杂吡咯烷染料，其结构通式如下：

其中，R₁、R₂选自下列结构中的一种：

M＝Pt、Zn、Ni或Mg；A^B为C^N配体或N^N配体；X＝Br或I；

其中，R₃为具有0至16个碳原子的直链、支链或者环状烷基链；

C^N配体和N^N配体为下列结构中的任一个：

进一步地，所述氮杂吡咯烷染料的制备方法的具体合成路线如下：

进一步地，所述氮杂吡咯烷染料的制备方法的具体合成步骤为：