Stable, Bright, and Long-Fluorescence-Lifetime Dyes for Deep-Near-Infrared Bioimaging

化学 荧光 光漂白 近红外光谱 量子产额 光化学 三苯胺 光学 物理
作者
Jin Li,Yan Dong,Ruwei Wei,Guanyu Jiang,Cheng Yao,Meng Lv,Yuyang Wu,Sarah H. Gardner,Feng Zhang,Melissa Y. Lucero,Jian Huang,Hao Chen,Guang‐Bo Ge,Jefferson Chan,Jinquan Chen,Haitao Sun,Xiao Luo,Xuhong Qian,Youjun Yang
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:144 (31): 14351-14362 被引量:84
标识
DOI:10.1021/jacs.2c05826
摘要

Near-infrared (NIR) fluorophores absorbing maximally in the region beyond 800 nm, i.e., deep-NIR spectral region, are actively sought for biomedical applications. Ideal dyes are bright, nontoxic, photostable, biocompatible, and easily derivatized to introduce functionalities (e.g., for bioconjugation or aqueous solubility). The rational design of such fluorophores remains a major challenge. Silicon-substituted rhodamines have been successful for bioimaging applications in the red spectral region. The longer-wavelength silicon-substituted congeners for the deep-NIR spectral region are unknown to date. We successfully prepared four silicon-substituted bis-benzannulated rhodamine dyes (ESi5a–ESi5d), with an efficient five-step cascade on a gram-scale. Because of the extensive overlapping of their HOMO–LUMO orbitals, ESi5a–ESi5d are highly absorbing (λabs ≈ 865 nm and ε > 105 cm–1 M–1). By restraining both the rotational freedom via annulation and the vibrational freedom via silicon-imparted strain, the fluorochromic scaffold of ESi5 is highly rigid, resulting in an unusually long fluorescence lifetime (τ > 700 ps in CH2Cl2) and a high fluorescence quantum yield (ϕ = 0.14 in CH2Cl2). Their half-lives toward photobleaching are 2 orders of magnitude longer than the current standard (ICG in serum). They are stable in the presence of biorelevant concentration of nucleophiles or reactive oxygen species. They are minimally toxic and readily metabolized. Upon tail vein injection of ESi5a (as an example), the vasculature of a nude mouse was imaged with a high signal-to-background ratio. ESi5 dyes have broad potentials for bioimaging in the deep-NIR spectral region.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
汉堡包应助yyj采纳,获得10
刚刚
zqh740发布了新的文献求助30
1秒前
2秒前
NexusExplorer应助pharmstudent采纳,获得10
3秒前
熊遇蜜完成签到,获得积分10
5秒前
panzer完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
lyt发布了新的文献求助10
8秒前
六月毕业关注了科研通微信公众号
9秒前
petrichor应助程程采纳,获得10
10秒前
圆儿完成签到 ,获得积分10
10秒前
潇洒的灵萱完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
Toooo完成签到,获得积分10
11秒前
zqh740完成签到,获得积分10
11秒前
科研通AI5应助thchiang采纳,获得10
11秒前
lizzzzzz完成签到,获得积分10
12秒前
yyj发布了新的文献求助10
12秒前
请和我吃饭完成签到,获得积分10
13秒前
北城发布了新的文献求助10
14秒前
勤恳冰淇淋完成签到 ,获得积分10
15秒前
17秒前
17秒前
清晏完成签到,获得积分10
18秒前
曲书文完成签到,获得积分10
19秒前
李瑞瑞发布了新的文献求助10
19秒前
5123完成签到,获得积分10
19秒前
勤劳落雁发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
22秒前
xuxu完成签到 ,获得积分10
22秒前
23秒前
毛毛虫发布了新的文献求助10
23秒前
科研通AI5应助朴斓采纳,获得10
24秒前
陈彦冰完成签到,获得积分10
24秒前
tianny完成签到,获得积分10
25秒前
浪迹天涯发布了新的文献求助10
26秒前
星星发布了新的文献求助10
26秒前
李瑞瑞完成签到,获得积分10
27秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
Luis Lacasa - Sobre esto y aquello 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3527990
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3108173
关于积分的说明 9287913
捐赠科研通 2805882
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1540119
邀请新用户注册赠送积分活动 716941
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709824