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Basato sullo scheletro aza-BODIPY, NIR1001 incorpora gruppi elettron-donatori (ad esempio, 4-N,N-difenilamminofenile) nelle posizioni 2,6, formando una struttura simmetrica D-π-D1. Questa configurazione riduce il gap HOMO-LUMO, spostando il picco di assorbimento oltre i 1000 nm e migliorando il trasferimento di carica intramolecolare (ICT). In THF, NIR1001 mostra una sezione d'urto massima di assorbimento a due fotoni (TPA) di 37 GM, un miglioramento doppio rispetto ai tradizionali derivati BODIPY. La sua vita media allo stato eccitato di 1,2 ps consente transizioni non radiative efficienti, rendendolo adatto alla terapia fotodinamica (PDT).

I calcoli DFT rivelano che il meccanismo di trasferimento di carica di NIR1001 deriva dalla delocalizzazione degli elettroni π tra le porzioni donatrice e accettore. La modifica metossilica migliora ulteriormente l'assorbimento di NIR nella finestra fototerapeutica (650-900 nm), migliorando la sensibilità1. Rispetto ai coloranti AF dell'Università di Fudan, NIR1001 mantiene un peso molecolare ridotto (<500 Da) con una fotostabilità superiore del 40%. La modifica della carbossilazione migliora la solubilità in acqua (cLogD=1,2), riducendo l'adsorbimento aspecifico nei sistemi biologici.

3. Applicazioni biomediche
In bioimaging, la sonda hCG-NIR1001 coniugata con hCG consente di ottenere immagini ad alta risoluzione di follicoli ovarici e micrometastasi con eccitazione a 808 nm. Con una profondità di penetrazione di 3 cm in NIR-II, supera di tre volte le prestazioni delle sonde NIR-I, riducendo al contempo la fluorescenza di fondo del 60%. In un modello murino di danno renale, NIR1001 mostra un assorbimento renale specifico dell'85%, rilevando il danno sei volte più velocemente rispetto ai controlli macromolecolari.
Per la fotodetezione fotodinamica (PDT), NIR1001 genera specie reattive dell'ossigeno (ROS) a 0,85 μmol/J sotto irradiazione laser a 1064 nm, inducendo efficacemente l'apoptosi delle cellule tumorali. Le nanoparticelle (NP) di NIR1001 incapsulate nei liposomi si accumulano nei tumori 7,2 volte di più rispetto al colorante libero, riducendo al minimo gli effetti off-target.
4. Monitoraggio industriale e ambientale
Nelle applicazioni industriali, NIR1001 è integrato nell'analizzatore SupNIR-1000 di Juhang Technology per la selezione della frutta, la valutazione della qualità della carne e la lavorazione del tabacco. Operando nell'intervallo 900-1700 nm, misura simultaneamente il contenuto di zucchero, l'umidità e i residui di pesticidi entro 30 secondi con una precisione di ±(50 ppm + 5% di lettura). Nei sensori di CO2 per autoveicoli (ACDS-1001), NIR1001 consente il monitoraggio in tempo reale con un tempo di risposta T90≤25s e una durata di 15 anni.
Per il rilevamento ambientale, le sonde funzionalizzate con NIR1001 rilevano i metalli pesanti nell'acqua. A pH 6,5-8,0, l'intensità di fluorescenza correla linearmente con la concentrazione di Hg²⁺ (0,1-10 μM) con un limite di rilevabilità di 0,05 μM, superando di due ordini di grandezza i metodi colorimetrici.
5. Innovazione tecnologica e commercializzazione
Materiali Topwell di QingdaoUtilizza la sintesi continua per produrre NIR1001 al 99,5% di purezza, con una capacità di 50 kg/lotto. Utilizzando reattori a microcanali, il tempo di condensazione Knoevenagel si riduce da 12 ore a 30 minuti, riducendo il consumo energetico del 60%. La serie NIR1001, certificata ISO 13485, domina il mercato biomedicale.