杨有军教授科研成果 | EC系列近红外荧光染料——具生物相容性

近红外荧光染料在荧光成像、光热和光动力治疗、太阳能光敏电池等方面有广泛应用。EC系列近红外荧光染料是华东理工大学杨有军教授团队开发的一类新型高性能染料，最大吸收波长位于近红外区间。通过改变染料母核中推拉电子官能团的结构，该系列染料的最大吸收波长可在640-920 nm范围内调节，满足生物医学领域对红外成像、光热消融等应用需求。利用自主搭建的荧光显微成像设备，可对细胞或活体进行荧光成像（图1）。

图1 The fixed HeLa cells loaded with ECXb (10 mm) imaged under white-light (A) and under excitation by an 808 nm laser (B). Overlay of the fluorescence and white light images of nude mouse with (C, left) and without (C, right) injection of ECXb via the tail vein.

EC系列染料的光物理性质经HORIBA、滨松等公司标定，可作为红外染料荧光量子产率测定的标准染料。

与传统花菁类近红外荧光染料（如Cy5、吲哚菁绿）相比，EC系列染料在吸收发射波长、荧光强度、光稳定性、环境敏感性等关键指标方面有明显优势：

谱峰窄，荧光强度高：Cy5、Cy5.5等经典花菁染料因母核的推拉电子共轭链有较大结构自由度，导致分子存在状态不单一，光谱谱峰宽，对环境敏感，且荧光强度较低。EC系列染料利用螺共轭分子机制，彻底消除母核结构自由度，因此吸收发射光谱的谱峰窄（HWHM=45 nm），荧光强度高（ε×φ>40000 M^-1cm^-1）。
光稳定性好：花菁染料光稳定性差，易与硫醇等亲核试剂及生物活性氧反应。EC系列染料具有高稳定性，相同时间内光漂白比例仅为吲哚菁绿的1/10。
具生物相容性：最大吸收波长低于800 nm（λ_ex＜800 nm）的染料具有良好的细胞透膜性，便于细胞或者生物组织染色。

百灵威提供杨有军教授研发的EC系列近红外荧光染料（图2）。

杨有军教授现就职于华东理工大学药学院，课题组以有机化学为基础，设计合成具有特殊功能的荧光染料，并进一步开展药学相关研究，具体包括药化、药理、药剂、药物化学生物学等方面的研究。工作获得基金委、市科委、市教委等单位资助，成果在JACS（4篇）、Angew、PNAS、Anal. Chem.（5篇）、Org. Lett.、Chem. Comm.、J. Org. Chem.等领域高影响期刊发表。