具备亚甲基紫结构的BODIPY类自组装纳米粒子制备及其光治疗应用

光治疗主要包括光动力治疗(PDT)、光热治疗(PTT),已经发展成为当今癌症治疗的重要备选方法;光治疗的核心涉及光触发光敏剂产生高活性的单线态氧或产生热量。氟硼二吡咯(BODIPY)类荧光母体由于其良好的光热和化学稳定性、易于构建功能分子等优势,已被广泛用于有机分子型或纳米型光敏剂的构建;另一方面,亚甲基紫也是一类重要荧光染料,被用于光治疗等领域。在此,将亚甲基紫与聚乙二醇(PEG)化的共轭增强型BODIPY偶联,制备有机分子BDP-2,并自组装为纳米粒子BDP-2NPs,旨在通过亚甲基紫(3RAX)和BODIPY结构,高效提升光治疗效率。实验结果表明:BDP-2NPs的平均粒径分布为118.5 nm,多分散指数为0.204,具备良好分散性质;光照时(680 nm, 1 W/cm^(2),10 min),BDP-2NPs的单线态氧量子产率为0.16,光热转化效率为30.2%,具备同步产生单线态氧和光热的能力,且该粒子具备较好的光稳定性;最后,HeLa细胞的毒性分析发现,BDP-2NPs光敏剂对癌细胞具有较低的暗毒性和显著的光毒性。因此,本文中开发的具备亚甲基紫结构的BODIPY类自组装纳米粒子BDP-2NPs,可协同触发癌细胞中PDT和PTT过程,具备潜在的抗癌应用前景。

基于BODIPY的荧光探针检测活性氧的研究进展

活性氧(ROS)是一种重要的含氧化学活性物质,与各种生理过程密切相关。但过量的ROS可能会导致诸多疾病,如心血管疾病、神经退行性疾病甚至癌症等,因此有效的识别和检测ROS具有重要意义。氟硼二吡咯亚甲基(BODIPY)由于其独特的光物理性质、优异的光化学稳定性以及可行的衍生化,近年来被广泛应用于检测ROS。针对不同的活性氧进行分类,主要综述了近5年来国内外基于BODIPY荧光探针用于检测ROS的研究现状,并展望了BODIPY荧光探针检测ROS的发展方向,旨在为今后研究ROS在生理和病理过程中的作用提供一定的理论参考。

Synthesis, Photo-physical Properties and Cell Imaging of Meso-2,6-dichlorophenyl Boron-dipyrromethene Derivatives

The meso-2,6-dichlorophenyl boron-dipyrromethene(BODIPY) derivative 1 was synthesized and characterized by single-crystal X-ray diffraction analysis, 1 H NMR and Esi-HRMS. Compound 1 crystallizes in monoclinic, space group P21/n with a = 8.717(4), b = 20.938(9), c = 12.402(6) ?, β = 98.660(7)°, V = 2237.7(17) ?3, D3 c = 1.333 Mg/cm, F(000) = 936, μ = 0.319 –mm1, Z = 4, the final R = 0.0537 and wR = 0.1556 for 5064 observed reflections with I > 2ζ(I). Its photophysical properties were investigated by fluorescence and UV-Vis spectrum. 1 shows high fluorescence quantum yield in different solvents and poor solvent effect. In addition, compound 1 has high values of initial decomposition temperature(298 ℃). Moreover, cell imaging experiments showed 1 is promising for further bioimaging applications.

基于BODIPY的荧光探针检测多西环素及作用机制研究

采用一锅法合成了一种基于氟硼二吡咯(BODIPY)的荧光探针(DOX-BOD),通过~1H、~(13)C和HRMS对其结构进行表征,利用紫外/荧光分光光度法对DOX-BOD的性能进行研究。结果表明,在PBS溶液中,DOX-BOD对多西环素(doxycycline,DOX)表现出明显的荧光猝灭响应,猝灭率高达90%,检测限为0.89μmol·L^(-1),证明DOX-BOD对DOX的识别检测具有较高的灵敏度和抗干扰能力。此外,DOX-BOD还表现出优异的pH稳定性和光稳定性。通过紫外-可见光吸收光谱和Stern-Volmer方程分析,得出DOX-BOD与DOX的作用机制属于动态猝灭。基于BODIPY的荧光探针体系的构建,实现了对DOX的快速、高灵敏检测,有利于环境监测与评估,对人和动物的健康保障具有积极意义。

具有BODIPY结构的卟啉化合物自组装的纳米颗粒及其性能研究

含有BODIPY结构的卟啉化合物在光动力治疗领域有比较广泛的应用.本研究通过聚乙二醇(PEG)链和氟硼二吡咯(BODIPY)对卟啉进行修饰,增加其水溶性,设计合成两种卟啉单体(Por-PEG,Por-BODIPY),并对其进行自组装,得到两种纳米颗粒(Por-PEG NPs、Por-BODIPY NPs).通过核磁谱图和高分辨质谱确定其单体的结构.实验表明,PorBODIPY、Por-BODIPY NPs、Por-PEG NPs的结合常数都小于106,为外部键合模式,Por-PEG的结合常数大于107,与ctDNA的结合模式为插入结合模式.用DLS对Por-BODIPY-NPs和Por-PEG NPs的粒径进行测试,发现两种纳米材料平均粒径分别为117.6 nm和108.5 nm,具有良好的分散性.对Por-BODIPY、Por-PEG及其纳米颗粒进行了光动力效能的测试,用DPBF对这4种结构进行单线态氧的测试,发现都具有产生单线态氧的能力.

基于N,N-二乙基苯胺BODIPY光敏剂的构筑与光热性能探究

利用Knoevenagel缩合反应合成了基于N,N-二乙基苯胺的BODIPY衍生物光敏剂,并对光敏剂的结构、单线态氧产生能力、光热性能、光热转换效率和光稳定性进行了探究.实验结果表明,该光敏剂具有较好的光稳定性和抗光漂白性,产生单线态氧的能力强,光热活性优异,光热转换效率可达40.72%,有望用于肿瘤的光动力治疗和光热治疗.

简单BODIPY光动力化合物的合成及其抗胶质瘤活性

设计合成了基于BODIPY母核的简单化合物I_(2)-BODIPY,通过核磁共振波谱法、高分辨质谱法(HRMS)对其进行了表征。1,3-二苯基异苯并呋喃(DPBF)检测单线态氧实验表明I_(2)-BODIPY在溶液中有良好的活性氧(ROS)释放能力。以不同浓度的BODIPY、I_(2)-BODIPY(0、0.625、1.25、2.5、5、10μmol/L)处理胶质瘤U87、U251细胞。MTT法验证BODIPY、I_(2)-BODIPY能剂量依赖性地抑制胶质瘤细胞的增殖。在绿光(520 nm)照射下I_(2)-BODIPY对U87(IC 50=1.21μmol/L)、U251(IC 50=0.54μmol/L)细胞具有优异的光动力活性。JC-1法证明BODIPY、I_(2)-BODIPY能诱导细胞线粒体膜电位丧失进而触发U87和U251细胞早期凋亡,其机制可能是光照产生的大量ROS氧化破坏了线粒体膜,进而诱导细胞凋亡,发挥其抗胶质瘤活性。

BODIPY类染料荧光发射及应用

BODIPY激光染料是现代光化学研究的一个热门主题,因为它的发色团提供了多种选择,可用于多种合成路线。通过BODIPY染料的取代模式来调节光谱性质或诱导新的光物理过程的可能性增加了这些荧光团的科技应用数量,但直到90年代初,由于Boyer及其同事的先驱工作,BODIPY才成为可调谐染料激光器的活跃媒介。这些染料的最佳激光性能是由于它们的化学稳定性、高耐热性、低光降解性,以及主要是它们独特的光物理特征,这些特征深深地依赖于分子结构,总的来说,这种发色团很容易溶于大多数有机介质,其特征是可见光谱的绿–黄部分具有强吸收和荧光光谱带,荧光效率接近100%,且与周围环境的性质无关。20世纪90年代后,BODIPY作为可调谐激光染料的用途得到了推广并扩展到固态,它们还被应用于许多其他科技领域。

BODIPY类荧光染料研究进展

氟硼二吡咯简称(BODIPY)类荧光染料具有高摩尔消光系数,高荧光量子产率以及稳定的光谱性质[1],依据这些优异的性能,BODIPY类荧光染料成为了近年来染料的研究热点之一,已广泛应用在生物医学等重要领域。该研究从BODIPY类荧光染料的结构性质出发,详细阐述了其合成方法及综述近年来该类染料的发展应用,并概括了其优缺点。

氟硼吡咯类(BODIPY)三重态光敏剂在光催化中的应用

三重态光敏剂在光催化领域的应用日益广泛,而传统的稀有金属配合物光催化剂存在着吸光能力弱、三重态寿命短、经济性差等短板,限制了该类光敏剂的进一步应用。因此,亟需开发出新型的具有强可见光吸收和长三重态寿命的三重态光敏剂。简要介绍三重态光敏剂参与的光催化体系的光化学基础理论以及基本催化过程,综述近年来氟硼吡咯类(BODIPY)光敏剂在光催化有机合成和光催化产氢领域的研究进展,并对今后的三重态光敏剂作为光催化剂的发展做出展望。

基于氟硼二吡咯(BODIPY)类染料的生物硫醇荧光探针的研究进展

由于生物硫醇的荧光探针能够更好地理解与生物硫醇种类有关的各种生理和病理过程,因此引起了人们越来越多的兴趣。氟硼二吡咯(BODIPY)荧光团显示出出色的光学性能,可以通过在BODIPY核心的各个位置引入各种功能单元来轻松定制这些荧光团。系统地总结了基于BODIPY的荧光探针用于生物硫醇检测的开发,重点是优先检测单个生物硫醇。

使用BODIPY荧光染料快速测定微藻油脂含量方法

使用BODIPY505/515荧光染料,通过荧光分光光度法测定藻细胞中的油脂含量。结果表明:BODIPY505/515的最佳染色条件为二甲基亚砜(DMSO)体积分数2%,BODIPY505/515最终质量浓度0.25μg/mL,染色时间30min,染色温度35℃。在最佳染色条件下,微藻油脂含量与荧光强度呈线性相关(R2=0.976 4)。通过测定BODIPY505/515染色的不同种属微藻的荧光强度,应用该关系计算其油脂含量,与质量法测定的结果相比没有显著差异。该方法较为普适,比传统方法相比具有简便快捷,试样用量少的特点,与尼罗红荧光染料相比具有较窄的发射波谱范围,不会与微藻的自身荧光相互干扰,更适于过程监控及高含油藻株的筛选。

一种“裸眼”可视化检测溶液的pH值及细胞中铁离子的BODIPY类探针

以吡啶-2-甲酸(4-甲酰基苯酚)酯代替对羟基苯甲醛,将对羟基苯基引入到BODIPY染料的3-位,以高产率得到一个BODIPY类探针2。探针2易溶解到各种有机溶剂中,在甲醇溶液中的最大吸收和发射波长分别为570和585 nm,荧光量子产率达到0.9。当溶液的pH值从酸性过渡到碱性时,对羟基苯乙烯基团会慢慢失去质子,其溶液最大吸收波长发生红移,荧光发生淬灭,而且溶液颜色也发生明显的变化。因此,探针2可作为一种"裸眼"可视化的pH探针。此外,探针2对Fe^(3+)也有明显的响应,在溶液中加入Fe^(3+),探针2分子结构中乙烯基团发生断裂,其溶液最大吸收波长和最大发射峰均发生蓝移。因此,探针2也可以作为Fe^(3+)的比率型探针。同时探针2毒性较低、渗透性好、对Fe^(3+)选择性高,可以应用到细胞中检测Fe^(3+)的含量。

氟硼荧(BODIPY)染料的研究进展

氟硼荧(BODIPY)染料是一种新型荧光化合物,因其突出的优点而得到广泛的应用。详细评述了短波长BODIPY及长波长BODIPY染料结构的研究进展,总结当前研究的方向,展望BODIPY类荧光染料的发展。

尼罗红和BODIPY荧光染料在微藻油脂含量测定中的应用

面对能源危机,利用微藻生产生物燃料及其相关高附加值产品引起了人们的极大关注。微藻种类多样,繁殖速度快,不占用耕地,具有很高的油脂产量的潜能,是下一代食品、种子、化妆品和生物可再生能源最有希望的可选择性原料。发展这种资源的主要挑战是通过测定微藻中的无色油脂含量筛选富油品系,而与传统质量法检测油脂含量相比,荧光染料法更简单便宜、容易操作。主要介绍了尼罗红染料和BODIPY染料的特性,以及它们在微藻油脂测定中的应用和存在的问题。为快速准确检测微藻细胞的油脂含量,高效筛选优良产油藻株提供参考建议。

硝基苯并噁二唑修饰的共轭增强型氟硼二吡咯类纳米光敏剂的合成及性能研究

氟硼二吡咯(BODIPY)类荧光染料是常用的光动力治疗(PDT)/光热治疗(PTT)光敏剂,具备良好的光物理性质。将硝基苯并噁二唑(NBD)与聚乙二醇(PEG)化的BODIPY母核偶联,改造分子的共轭结构得到BDP-1,并自组装成纳米光敏剂BDP-1 NPs,利用粒度电位分析仪分析了BDP-1 NPs的粒径分布与Zeta电位,系统评价了BDP-1 NPs的光学性质、光热转换效率及对HeLa和MCF-7细胞的光暗毒性。结果表明,BDP-1 NPs的粒径约为90.0 nm,具有良好的分散性;680 nm激光(功率密度1.00 W·cm^(-2))照射下,BDP-1、BDP-1 NPs的单线态氧量子产率分别为0.51、0.28;BDP-1 NPs的光热转换效率为62.4%,具有较好的光热治疗效果,光稳定性较好;BDP-1 NPs对HeLa和MCF-7细胞的暗毒性很低,而在光照条件下显示出较好的光毒性。光敏剂BDP-1 NPs有望协同PDT/PTT用于癌症光疗,为光敏剂的开发提供了一定参考。

3,5-二溴BODIPY与末端芳炔Sonogashira偶联反应的研究

以3,5-二溴-8-(4-甲苯基)BODIPY为底物与不同芳炔进行Sonogashira偶联反应合成了3个不同的BODIPY荧光染料,使用红外光谱、核磁氢谱、碳谱、质谱等方法对其结构进行了表征.通过改变反应时间、反应温度、催化剂种类和用量、底物结构追踪Sonogashira偶联反应过程,探索最佳反应条件,发现采用Pd(PPh3)2Cl2和CuI共催化时,且催化剂用量为1∶1(4mol%),反应温度为45℃,时间为5h时,单取代产物的产率最高,达到40%.利用Sonogashira偶联反应对BODIPY进行功能化,不仅合成简捷、条件温和、产率高,而且可以有效地调控BODIPY的共轭程度,拓宽其应用范围.

新型亲水性荧光探针BODIPY-PC-RGD的制备及性能测试

首先以2,4-二甲基吡咯为原料合成氟硼二吡咯化合物(BODIPY)的核心骨架,以咔唑为原料合成4-二芳氨基甲醛衍生物,再与核心骨架发生Knoevenagel缩合反应引入到BODIPY的3、5位,得到了最大发射波长680 nm的新型BODIPY荧光染料.之后将RGD多肽与DSPE-PEG2000-MAL连接,得到具有肿瘤靶向性的两亲性聚合物嵌段(DSPE-PEG2000-MAL-RGD),随后将BODIPY荧光染料与DSPE-PEG2000-MAL-RGD进行自组装,得到水溶性良好的BODIPY-PC-RGD荧光探针复合物.通过核磁共振氢谱、荧光发射光谱、场发射扫描电镜、场发射透射电镜和荧光显微镜对荧光探针的光学性质进行测试,发现其形貌规则,大小均一,粒径大约为143 nm,具有良好的近红外荧光特性.另外,还通过细胞毒性实验、共聚焦实验及细胞流式实验对荧光探针的生物学性能进行评价.在一定浓度范围(低浓度)内,探针对U87和Hela胶质瘤细胞表现出低毒性甚至是无毒性.从共聚焦实验图像以及细胞流式实验结果可知,当细胞与BODIPY-PC-RGD孵育时,荧光探针进入细胞的量更多,这在一定程度上证明了复合物BODIPY-PC-RGD对肿瘤细胞具有一定的靶向性,其在未来肿瘤检测及诊断领域具有长远的发展潜力.

BODIPY基荧光探针的合成、表征及对铜离子的检测——推荐一个大学综合化学实验

介绍了一个大学综合化学实验——BODIPY基荧光探针的合成、表征及对铜离子的检测。该实验是一个科研转化的大学生综合化学实验,内容包括3,5-二氯BODIY的合成、BODIPY基荧光探针分子的合成,以及利用紫外-可见分光光度计和荧光光谱仪检测目标分子对金属离子的响应性。通过本实验,使学生了解BODIPY基荧光传感器这一科研前沿领域,激发学生对科学研究的兴趣,培养学生的科研探究能力。本实验综合了有机化学、仪器分析和应用波谱学知识点的学习,培养学生的实验操作技能,提升学生的综合及创新能力,建议纳入高年级综合化学实验课程。

联二噻吩稠合的近红外BODIPY染料的合成与光谱性质

以叠氮乙酸乙酯和联二噻吩甲醛为原料,合成了联二噻吩并吡咯单体,之后在酸催化下与4-N,N-二甲基氨基苯甲醛缩合并与三氟化硼配位,得到一个新型的BODIPY染料SY。采用~1HNMR、质谱以及元素分析对其结构进行了表征。化合物SY在二氯甲烷中的最大吸收和发射波长分别为654和689nm;采用荧光光谱滴定方法研究了它对pH值的响应,酸性条件下N,N-二甲基苯氨基团发生质子化,抑制了光诱导电子转移对BODIPY母体的荧光淬灭,其溶液的荧光显著增强,染料SY可以作为近红外的pH值荧光探针。