[发明专利]一种通过原子转移自由基聚合制备的近红外二区荧光成像造影剂及其应用

说明书

本发明属于纳米生物医学成像技术领域，涉及一种高稳定性近红外二区荧光成像造影剂及其制备方法和应用。该水溶性造影剂由近红外二区荧光的有机小分子与水溶性单体通过原子转移自由基聚合而成后自组装而成。本发明制备的造影剂对碱性环境有好的稳定性、良好的水溶性和生物相容性，能够实现高清晰度的近红外二区荧光成像效果。

技术领域

本发明属于纳米生物医学成像技术领域，具体涉及一种通过原子转移自由基聚合制备而成的近红外二区荧光成像造影剂及其应用。

背景技术

近红外二区(900-1700纳米)荧光成像因其具有高穿透深度、低背景噪音和成像信噪比高的优势，今年来开始大量应用于生物成像领域，例如血管成像、心率检测、荧光成像指导的手术切除等。

近年来，多种无机材料、有机小分子和共轭聚合物用于制备近红外二区荧光成像造影剂。其中有机小分子因为具备好的生物相容性、易于合成、可以从生物体内代谢以及可以通过结构的调控获得不同的光学性质，而成为近红外二区荧光成像造影剂的开发热点。电子给体- 电子受体-电子给体(D-A-D)结构的有机小分子是其中最受关注的一类。但是现在开发的此类小分存在碱性和氧化还原环境中易于降解的问题。这种稳定性差的问题还限制了利用原子转移自由基聚合的方法对其进行水溶性聚合物修饰的可能性。

发明内容

目的：本发明提供了一种通过原子转移自由基聚合方法得到的近红外二区荧光成像造影剂，及其制备方法和应用，旨在提高近红外二区荧光成像造影剂在碱性环境中的光稳定性，扩大近红外二区荧光成像造影剂的应用范围，并实现更好的荧光成像效果。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种化合物，结构通式如下：

式(1)中，嵌段重复单元数n为5～30，m为5～20。

在一些实施例中，m为5，10或20。对应的水溶性单体分别为：

所述化合物的发光基团为近红外二区荧光染料，为4,6-双(5'-(9,9-二辛基-9H-芴-2-基) -[2,2'-联噻吩]-5-基)噻吩[3,4-C][1,2,5]噻二唑，结构如下所示：

第二方面，提供所述的化合物的制备方法，利用原子转移自由基聚合，原子转移自由基聚合发剂修饰的近红外二区发光的有机分子TTDT-TF-Br与水溶性单体通过原子转移自由基聚合形成，合成路线包括：

在一些实施例中，制备过程中，加入溴化亚铜作为催化剂，五甲基二乙烯三胺作为配体，用苯甲醚作为溶剂；反应温度控制在55-65度，优选为60度左右。

第三方面，提供所述的化合物在制备近红外二区荧光成像造影剂中的应用。

一种近红外二区荧光成像造影剂，将所述化合物直接溶于水中，在水中自组装得到近红外二区荧光成像造影剂。

进一步的，所述近红外二区荧光成像造影剂中化合物的浓度为5～90mg/ml。

进一步的，所述近红外二区荧光成像造影剂在pH值8～12范围内能保持光物理稳定性，不发生分解和近红外二区荧光下降。