用于深近红外生物成像的稳定、明亮和长荧光寿命染料

近红外（NIR）荧光团在800 nm以外的区域（即深近红外光谱区域）吸收最大，是生物医学应用的积极寻求。理想的染料是明亮、无毒、可光的、生物相容的，并且易于衍生化以引入功能（例如，用于生物偶联或水溶性）。这种荧光基团的合理设计仍然是一个重大挑战。硅取代的罗丹明已成功用于红色光谱区域的生物成像应用。迄今为止，深近红外光谱区域的较长波长硅取代同族元素尚不清楚。作者成功制备了四种硅取代的双苯环化罗丹明染料（ESi5a-ESi5d），在克级上具有高效的五步级联。由于它们的HOMO-LUMO轨道的广泛重叠，ESi5a-ESi5d具有高度吸收性（λ_abs ≈ 865 nm and ε > 10⁵ cm^–1 M^–1).通过通过环形限制旋转自由度和通过硅赋予应变的振动自由度，ESi5的荧光致变色支架具有高度刚性，从而具有异常长的荧光寿命 (τ > 700 ps in CH₂Cl₂)和高荧光量子产率（ϕ = 0.14 in CH₂Cl₂)。它们对光漂白的半衰期比当前标准（血清中的ICG）长2个数量级。它们在亲核试剂或活性氧的生物相关浓度存在下是稳定的。它们的毒性很小，容易代谢。在尾静脉注射ESi5a（作为一个例子）时，裸鼠的脉管系统成像具有高信噪比成像。ESi5染料在深近红外光谱区域的生物成像方面具有广泛的潜力。