本發(fā)明涉及生物領域的熒光探針設計技術(shù)，具體涉及一種近紅外金屬銥配合物及其制備方法和應用。

背景技術(shù)：

金屬銥配合物作為熒光探針，在生物成像上扮演著重要的角色，由于它們的金屬-配體電荷轉(zhuǎn)移三重態(tài)所表現(xiàn)出優(yōu)異的光物理學性質(zhì)，如：大的斯托克位移、吸收光譜和發(fā)射光譜可調(diào)、熒光量子產(chǎn)率高和長的磷光壽命等。尤其是，在金屬銥配合物中銥原子可以誘導強的自旋電感耦合來增強激發(fā)單重態(tài)到激發(fā)三重態(tài)之間的隙間竄越效率，到達激發(fā)三重態(tài)的金屬銥配合物的能量一邊以磷光的形式釋放出，一邊通過能量轉(zhuǎn)移或電荷轉(zhuǎn)移到基態(tài)氧生成活性氧或者單線態(tài)氧，這將金屬銥配合物的應用范圍拓展到光動力學治療領域。因此，金屬銥配合物在光學上所表現(xiàn)的獨特的優(yōu)勢和光動力學治療的效果，在生物診療方面發(fā)揮著重要作用，越來越引發(fā)研究者的廣泛關(guān)注。磷光銥配合物具有發(fā)光量子產(chǎn)率高、發(fā)射峰窄，大的Stocks位移和發(fā)光壽命長以及量子產(chǎn)率高、發(fā)射峰較窄等特點。通過對配體的調(diào)節(jié)和修飾可以對銥配合物的發(fā)射波長進行調(diào)節(jié)。金屬銥配合物可用于OLED、催化、離子傳感器、細胞熒光或磷光標記等。

銥配合物，作為一種新興的光動力學治療試劑目前研究的還比較少。目前絕大多數(shù)金屬銥配合物還處于紫外光區(qū)，沒達到生物治療的600-900nm的生物光區(qū)。而且發(fā)射中心單一，治療效果也單一，眾所周知的是紫外光對人體有一定的傷害作用不利于生物診療方面的應用。因此設計合成新型的，聚合復合療效的近紅外金屬銥配合物是非常有必要的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種近紅外金屬銥配合物，該配合物具有兩個發(fā)射中心，分別為580nm和825nm處，可同時作為光熱轉(zhuǎn)換試劑及光動力治療試劑中的應用，可實現(xiàn)同一波長條件下的光熱和光動力學協(xié)同治療。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種上述近紅外金屬銥配合物的制備方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下方案來實現(xiàn)：

一種近紅外金屬配合物，其特征在于：該配合物的結(jié)構(gòu)式如式(Ⅰ)所示，

所述的近紅外金屬配合物的制備方法，其步驟包括：

(1)將咪唑配體和NaH溶于無水二甲基甲酰胺中，在氮氣或惰性氣體的氛圍中，18-26℃下攪拌1-3h，加入帶乙基的花菁染料，在18-26℃下攪拌12-24h，用二氯甲烷和水萃取，凍干，柱層析得花菁染料咪唑配體；優(yōu)選的帶乙基的花菁染料為Cy7.5；

(2)步驟(1)得到的花菁染料咪唑配體和含C^N配體的銥二氯橋配合物溶于二氯甲烷和甲醇的混合溶液，50℃-65℃加熱，避光回流1-12h；

(3)在步驟(2)中所得反應液中加入飽和的KPF₆甲醇溶液，避光攪拌0.5-4h，抽濾、旋蒸，柱層析分離提純，得到近紅外金屬配合物。

所述步驟(1)中咪唑配體和NaH的摩爾比為1:1-1:2。

所述步驟(1)中咪唑配體和帶乙基的花菁染料的摩爾比為1:1-3:1。

上述咪唑配體的制備方法為，

(A)在0℃～5℃，將1,10-鄰菲羅啉和溴化鉀的混合物按摩爾比為1:5-1:10，溶解在80-100mL的濃硫酸中，逐滴加入40-50mL濃硝酸后緩緩升溫至80℃-100℃，并在80℃～100℃下反應2-6h，調(diào)節(jié)pH值為中性，萃取，旋干，重結(jié)晶得到1,10-鄰菲羅啉-5,6-二酮；

(B)將步驟(A)中的1,10-鄰菲羅啉-5,6-二酮，醋酸銨和對羥基苯甲醛按摩爾比為1:10:1～1:15:1溶于冰醋酸中，加入苯胺回流過夜，冷卻至室溫，倒入水中，用25％的氨水溶液調(diào)節(jié)pH為中性，抽濾出固體，將濾液用二氯甲烷萃取，旋干，最后和固體合并，甲醇重結(jié)晶得4-(1-苯基-1H-咪唑并[4,5-f][1,10]菲咯啉-2-基)苯酚。

所述步驟(2)中，花菁染料咪唑配體和C^N配體的銥二氯橋配合物的摩爾比為1:1-1:3。優(yōu)選的，所述C^N配體的銥二氯橋配合物為銥2-苯基吡啶二氯橋。

所述步驟(2)中，二氯甲烷和甲醇的體積比為1:1-2:1。

上述近紅外金屬配合物在制備光熱與光動力協(xié)同療效試劑中的應用。

所述Cy7.5的結(jié)構(gòu)式：

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明制備得到近紅外金屬配合物在400nm的激發(fā)下，其發(fā)射中心在580nm和825nm處，說明其在同一波長激發(fā)下有雙發(fā)射中心。

2、本發(fā)明的反應步驟簡單，提純過程方便易操作。

3、所述近紅外金屬配合物在808nm近紅外光照條件下，有單線態(tài)氧的產(chǎn)生，說明其具有光動力學作用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所制得的近紅外金屬銥配合物的核磁共振氫譜圖。

圖2為實施例4中所制得的近紅外金屬銥配合物在不同有機溶劑中的紫外吸收光譜圖。

圖3為實施例4中制得的近紅外金屬銥配合物在不同溶劑中的熒光光譜圖。

圖4為實施例4中得的近紅外金屬銥配合物光動力學療法的光譜圖。

圖5為實施例4中所制得的近紅外金屬銥配合物光動力學療法的空白對照試驗。

圖6為實施例4中所制得的近紅外金屬銥配合物光動力學療法的NaN₃抑制組試驗。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進一步說明：

實施例1

制備1,10-鄰菲羅啉-5,6-二酮：

在三頸瓶中，加入以混合均勻的1,10-鄰菲羅啉(5g)和溴化鉀(25g)的混合物，在0℃下分批滴加100mL濃硫酸和50mL濃硝酸后緩緩升溫至80℃，并在80℃下反應2h。反應完畢后，倒入2L碎冰中并用氫氧化鈉中和至中性，用二氯甲烷從水中萃取產(chǎn)品，收集二氯甲烷層。旋干得黃色固體。用甲醇重結(jié)晶得得到1,10-鄰菲羅啉-5,6-二酮。

¹H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ9.03(dd,J＝4.6,1.8Hz,2H),8.43(dd,J＝7.8,1.8Hz,2H),7.71(dd,J＝7.8,4.7Hz,2H).

實施例2：

制備4-(1-苯基-1H-咪唑并[4,5-f][1,10]菲咯啉-2-基)苯酚：

1,10-鄰菲羅啉-5,6-二酮(3mmol,)，醋酸銨(36mmol,)和對羥基苯甲醛(3mmol,)溶于25mL的冰醋酸中，加入苯胺(3.6mmol,)，回流過夜。冷卻至室溫，倒入50mL的水中，用25％的氨水溶液調(diào)節(jié)pH為中性，抽濾出固體，將濾液用二氯甲烷萃取，旋干，最后和固體合并，甲醇重結(jié)晶得4-(1-苯基-1H-咪唑并[4,5-f][1,10]菲咯啉-2-基)苯酚。

¹H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ9.92(s,1H),9.12(dd,J＝4.3,1.8Hz,1H),9.05(dd,J＝8.1,1.8Hz,1H),8.98(dd,J＝4.3,1.6Hz,1H),7.91(dd,J＝8.1,4.3Hz,1H),7.81–7.72(m,5H),7.52(dd,J＝8.5,4.3Hz,1H),7.45(d,J＝8.7Hz,2H),7.37(dd,J＝8.5,1.6Hz,1H),6.76(d,J＝8.7Hz,2H).

實施例3：

在燒瓶中加入4-(1-苯基-1H-咪唑并[4,5-f][1,10]菲咯啉-2-基)苯酚(1.6mmol)和NaH(1.6mmol)，以及25mL的無水DMF，室溫下攪拌1h，加入帶乙基的花菁染料(0.8mmol)，在室溫下攪拌24h，用DCM和水萃取，凍干，用二氯甲烷和甲醇的混合溶劑柱層析，得花菁染料咪唑配體。

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ9.30(s,2H),9.09(s,1H),8.03(d,J＝8.5Hz,2H),7.97–7.90(m,6H),7.86(dd,J＝8.0,4.7Hz,1H),7.76(d,J＝8.5Hz,2H),7.68(t,J＝7.4Hz,1H),7.61(s,4H),7.51–7.39(m,6H),7.32(d,J＝2.9Hz,2H),7.14(d,J＝8.7Hz,2H),6.24(s,2H),4.36(d,J＝7.2Hz,4H),2.83(s,4H),2.10(s,2H),1.65(s,12H),1.49(t,J＝7.2Hz,6H).

實施例4：

稱取銥2-苯基吡啶二氯橋(0.027mmoL)和花菁染料咪唑配體(0.05mmoL)于25mL三頸燒瓶中。加入體積比為2：1的二氯甲烷和甲醇的混合溶液12mL，加熱至60℃，避光回流過夜，用過量的KPF₆交換，抽濾，旋蒸，用二氯甲烷和甲醇的混合溶劑柱層析，得到近紅外金屬銥配合物。

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ9.60(s,1H),8.25(d,J＝5.0Hz,1H),8.12(d,J＝4.5Hz,1H),8.07(d,J＝8.5Hz,2H),7.98–7.84(m,12H),7.77–7.55(m,12H),7.51–7.41(m,4H),7.37(d,J＝8.8Hz,4H),7.15(d,J＝8.4Hz,2H),7.09–7.00(m,3H),6.95(t,J＝7.4Hz,3H),6.35(t,J＝7.6Hz,2H),6.07(d,J＝14.3Hz,2H),4.23(d,J＝7.0Hz,4H),2.76(s,4H),1.62(s,12H),1.46(t,J＝7.1Hz,6H).

本實施例所制得的花菁染料咪唑配體的紫外光譜圖如圖2所示，在不同溶劑中的紫外吸收在近紅外區(qū)。

本實施例所制得的近紅外金屬銥配合物的發(fā)射光譜如圖3所示，在400納米的激光下，該配合物的發(fā)射中心在580和825納米。

本實施例所制得的近紅外金屬銥配合物的光動力學療法的光譜如圖4和圖5所示，近紅外金屬銥配合物的光動力學療法是在DMSO和水的體積比為1:9的溶液中進行的，9,10-蒽基-雙(亞甲基)二丙二酸(ABDA)是測試配合物的光動力學的檢測劑；圖4表明在近紅外金屬銥配合物的存在下，808nm的近紅外光照條件下，9,10-蒽基-雙(亞甲基)二丙二酸在406nm處的吸收不斷減弱，說明有單線態(tài)氧的產(chǎn)生，進一步說明了本發(fā)明的近紅外金屬銥配合物的光動力學作用，圖5為本實施例所制得的近紅外金屬銥配合物光動力學療法的空白對照試驗。

圖6為本實施例所制得的近紅外金屬銥配合物光動力學療法的NaN₃抑制組試驗，因為NaN₃會捕獲近紅外金屬銥配合物產(chǎn)生的單線態(tài)氧，從圖中可看出，加入了飽和的NaN₃之后，9,10-蒽基-雙(亞甲基)二丙二酸的發(fā)射強度基本沒變，說明本實施例所制得的近紅外金屬銥配合物產(chǎn)生了的單線態(tài)氧都被NaN₃捕獲了，而沒有和9,10-蒽基-雙(亞甲基)二丙二酸作用，從而也說明了近紅外金屬銥配合物產(chǎn)生的是單線態(tài)氧。

以上所述為本發(fā)明的較佳實施例而已，但本發(fā)明不應該局限于該實施例所公開的內(nèi)容。所以凡是不脫離本發(fā)明所公開的精神下完成的等效或修改，都落入本發(fā)明保護的范圍。