Bodipy類熒光染料從1986-2019年的研究歷程

BODIPY母體結(jié)構(gòu)初是由科研用化學(xué)家Treibs, A.和kreuzer, F. H.在1968年的，他們的BODIPY 類熒光染料 [40] 。另外，他們還了BODIPY染料的母體結(jié)構(gòu)。在BODIPY母體結(jié)構(gòu)中，Treibs, A.和kreuzer, F. H.在R1-R7中用不同基團(tuán)得到不同的衍物。人們根據(jù)Treibs, A.和kreuzer, F. H.的前期探索，對BODIPY類染料做出了多種結(jié)構(gòu)修飾，這了BODIPY的，使其迅猛。

1977年，Vos de Wael和Pardeon J.A.等人 [41] 研究出了BODIPY不同位上被不同基的BODIPY類染料，研究結(jié)果表明：當(dāng)2,6位上有不同基時，會使BODIPY的熒光變化，有的甚會增大熒光發(fā)射波長。

1985年，Worries H.J.和KoekJ.H.等人 [42] 研制出一種水溶性的BODIPY熒光染料，如圖9所示，該染料的2位上被磺酸基團(tuán)。水溶性BODIPY熒光染料的開拓出BODIPY類染料的，使BODIPY類染料的研究具有的應(yīng)用，了相當(dāng)多的化學(xué)工作者對BODIPY類染料進(jìn)行探索。

1988年，Haugland R.P.和Kang H.C.等人研制出許多不同的BODIPY熒光染料 [43] ，其中貢獻(xiàn)為突出的是在BODIPY類染料母體的1、3位引入苯基，圖10所示。苯基的引入增了母體的共軛性，使這型的BODIPY染料的發(fā)射波長向長波移動。

1993年，Kang H.C.發(fā)表了一篇的 [44] ，該主要闡述了約60種長波長的BODIPY染料的方法，如圖11所示。這類長波長熒光染料的位置主要集中在3位以及5位，但這類BODIPY染料也有很多不足之處，例如，它的條件困難且方法不易，吸收和發(fā)射波長較短，都小于600 nm。

1995年，Kang H.C.和Haugland R.P.等人 [45] 探索出波長長的BODIPY染料的方法，如圖12所示。他們使用鄰苯二羰基與羥胺反應(yīng)，得到異吲哚二甲基，然后在絡(luò)合物作用下得到產(chǎn)物。這種染料的共軛程度且波長長，其大吸收波長可700 nm左右，幾乎了近紅外光區(qū)，具有代表性，也因此進(jìn)了長波長的BODIPY染料的。

1999年，Kelvin Burgess使用酰氯與苯環(huán)的吡咯進(jìn)行反應(yīng)，得到了大吸收波長較長的一類BODIPY染料(圖13)。之前BODIPY類一直采用醛類化合物，而酰氯的活性比醛類要，在此反應(yīng)

Figure 9. Introduce a sulfonic acid group of BODIPY dye

圖9. 引入磺酸基的BODIPY染料

Figure 10. The earliest long wavelength BODIPY dye

圖10. 早的長波長BODIPY類染料

(a) (b)

Figure 11. BODIPY dye containing pentane heterocycle (a)and naphthalene ethylene (b)

圖11. 含五元雜環(huán)(a)和萘乙烯(b)的BODIPY染料

Figure 12. The large conjugated system synthesized byindole

圖12. 由吲哚的大共軛體系結(jié)構(gòu)

Figure 13. BODIPY dye containing aromatic groups

圖13. 含有芳香基團(tuán)的BODIPY染料

中，酰氯的使用使反應(yīng)時間有所縮短，反應(yīng)收率有所提，后處理也會。

在一年之后，Kelvin Burgess的研究小組 [46] 繼續(xù)探索得出另一系列BODIPY熒光染料的方法，結(jié)構(gòu)如下圖14(a)所示，在此結(jié)構(gòu)中，整個分子結(jié)構(gòu)的剛性增加，使得整個分子的共軛程度也增加，這類BODIPY染料的大吸收波長都，一般不低于650 nm，這就使得這類BODIPY類染料具有的創(chuàng)性，但是，這類分子的吡咯雜環(huán)難度大，而且存在熒光量子產(chǎn)率較低的缺點，這就使得這類BODIPY類染料的應(yīng)用不 [47] [48] 。而Knut [49] 等人探索出一種能對Ag²⁺進(jìn)行識別的一種BODIPY類熒光分子探針，這類BODIPY熒光化合物含有單氮雜冠醚基團(tuán)，而且這類BODIPY熒光化合物在與Mg²⁺和Hg²⁺結(jié)合時，也會使本身的熒光性增。

2005年Yoon等人 [50] 出一種能與Cu²⁺以及Pb²⁺進(jìn)行螯合的一種BODIPY分子結(jié)構(gòu)。利用這種BODIPY類染料的性質(zhì)，便可對Cu²⁺以及Pb²⁺進(jìn)行識別，見圖15(a)。Zhao. W等 [51] 出一類平面性以及剛性結(jié)構(gòu)都很的BODIPY染料，這類BODIPY染料是利用其母核的3,5位，對苯環(huán)進(jìn)行固定，這就使得這類染料的大吸收波長在近紅外區(qū)，730 nm左右。

2009年，Ikeda等人 [52] 探索出大共軛體系的熒光染料結(jié)構(gòu)的方法(圖16)，其中具有與N、B和O結(jié)合而形成的大剛性平面結(jié)構(gòu)，增加了整個母核的共軛體系，因此此類化合物的大吸收波長較長，并且熒光量子效率，這種的方法，為后來的化學(xué)工作者們所借鑒，了大共軛結(jié)構(gòu)染料的思路。

2010年，Brellier等人 [53] 通過連接NTA的方法(圖17)，在BODIPY上引入了這種的基團(tuán)，這種BODIPY熒光化合物在生物體系中，如、蛋白質(zhì)，水溶性好，并且在此體系中，對這類BODIPY熒光化合物的光譜性能等并沒有什么影響。

同年Mariusz Tasior等人 [54] 了在上很容易實現(xiàn)成像的被羧酸陰離子和氨基陽離子的染料(圖18)，該染料具備了的水溶性，在有機(jī)溶劑和水中都顯示出的光學(xué)性質(zhì)。

2012年，Song Linniu [55] 等人了一個系列水溶性的熒光染料，如圖19。他們的研究表明了B原子上的與熒光染料的熒光量子產(chǎn)率有相關(guān)性。通過改性研究，在溶液中的染料可以避免聚集。他

(a) (b)

Figure 14. Dye structure of large conjugated structure,rigid conjugate and aza crown ether

圖14. 大共軛結(jié)構(gòu)、剛性共軛以及氮雜冠醚的染料結(jié)構(gòu)。(a)剛性共軛結(jié)構(gòu)；(b)含氮雜冠醚結(jié)構(gòu)的探針

(a) (b)

Figure 15. Cu²⁺ and azole fluorescence probe structure

圖15. Cu²⁺及唑系熒光探針結(jié)構(gòu)。(a)檢測Cu²⁺探針結(jié)構(gòu)；(b)唑系探針結(jié)構(gòu)

(a) (b)

Figure 16. Large conjugate rigid planar fluorescentstructure

圖16. 大共軛剛性平面熒光結(jié)構(gòu)

Figure 17. NTA probe structure

圖17. NTA探針結(jié)構(gòu)

Figure 18. Acid anions and amino cation-substitutedfluorescent dyes

圖18. 酸陰離子和氨基陽離子的熒光染料

Figure 19. Water-soluble dye structures

圖19. 水溶性染料結(jié)構(gòu)

們同時探索研究了在下將出的一系列水溶性熒光染料用于標(biāo)記蛋白質(zhì)、作為的熒光探針。

2013年，Anthony Romieu [56] 等人對水溶性的染料進(jìn)行了歸納和分析，將含有羧基、氨基、磷酸酯基和磺酸基等水溶性基團(tuán)的染料展開比較，結(jié)構(gòu)如圖20，并提出了染料的水溶性與熒光量子產(chǎn)率和分配系數(shù)相關(guān)的理論，此研究為在下水溶性的BODIPY染料的應(yīng)用提供了的。

2015年，Meimetis L G等人以吡啶催化了含有活性酯的BODIPY染料 [57] 。如圖21，該目標(biāo)產(chǎn)物以二氯甲烷作為溶劑，室溫反應(yīng)過夜便可得到的目標(biāo)產(chǎn)物。將N-羥基琥珀酰亞胺引入BODIPY結(jié)構(gòu)中生成的活性酯類試劑，是應(yīng)用的一類多功能衍生試劑，與氨基酸衍條件溫和。與氨基酸衍生時緩沖pH范圍寬，因此，成為近幾年內(nèi)應(yīng)用較為的氨基標(biāo)示劑之一。該實驗，又一次拓展了BODIPY類染料的應(yīng)用。

西安瑞禧生物科技有限公司可以提供Bodipy氟化硼二吡咯類熒光染料激發(fā)和發(fā)射波長從500nm-800nm的活性染料（包括800nm左右的近紅外）并且可以修飾NHS、MAL、NH2、COOH、N3、SH等不同活性基團(tuán)。

Bodipy：

發(fā)射波長在500-650nm內(nèi)的Bodipy系列:

脂溶：2850/10mg   5500/25mg   9500/50mg

水溶：3850/10mg   6800/25mg 

發(fā)射波長在650-800nm內(nèi)的Bodipy系列:

脂溶：3850/10mg   6800/25mg 

水溶：4500/10mg   7800/25mg

上面所述染料可以連接：COOH,  NH₂,  NHS, MAL,  N₃,  ALK, hydrazide,  SH

產(chǎn)品列表：

BODIPY™ FL NHS Ester (SuccinimidylEster)

BODIPY™ FL Sulfonated Succinimidyl Ester

BODIPY™ FL-X NHS Ester (SuccinimidylEster)

BODIPY™ TMR-XNHS Ester (Succinimidyl Ester)
BODIPY™530/550 NHS Ester (Succinimidyl Ester)
BODIPY™ R6G NHSEster (Succinimidyl Ester)
BODIPY™581/591 NHS Ester (Succinimidyl Ester)

BODIPY™576/589 NHS Ester (Succinimidyl Ester)
BODIPY™ 650/665-X NHS Ester(Succinimidyl Ester)
BODIPY™ 493/503 NHS Ester (Succinimidyl Ester)
BODIPY™ 558/568 NHS Ester(Succinimidyl Ester)
BODIPY™ TR-X NHS Ester (Succinimidyl Ester)
BODIPY™ 630/650-X NHS Ester(Succinimidyl Ester)

BODIPY™ FL maleimide

BODIPY™ FL azide

BODIPY™ FL alkyne

BODIPY™ FL hydrazide

BODIPY™ FL amine

BODIPY™ FL Carboxylic acid

BODIPY™ TR ceramide

BODIPY™ FL STP ester

BODIPY™ FL C12-sphingomyelin

BODIPY™ R6G NHS Ester

BODIPY™ 558/568 phalloidin

BODIPY™ FL hydrazide

BODIPY™ TMR-X NHS Ester

BODIPY™ FL L-cystine

BODIPY™ FL Carboxylic acid

BODIPY™ FL Carboxylic acid

BODIPY™ FL Carboxylic acid

BODIPY®493/503 NHS ester

BODIPY®493/503 Carboxylic acid

BODIPY®493/503 amine

BODIPY®493/503 maleimide

BODIPY®493/503 azide

BODIPY®493/503 alkyne

BODIPY®558/568 NHS ester

BODIPY®558/568 Carboxylic acid

BODIPY®558/568 amine

BODIPY®558/568 maleimide

BODIPY®558/568 azide

BODIPY®558/568 alkyne

BODIPY®650/665 NHS ester

BODIPY®650/665 Carboxylic acid

BODIPY®650/665 amine

BODIPY®650/665 maleimide

BODIPY®650/665 azide

BODIPY®650/665 alkyne

BODIPY FL NHS Ester

BODIPY TMR NHS Ester

BODIPY TR NHS Ester

BODIPY FL amine

BODIPY TMR amine

BODIPY TR amine

BDP 558/568 NHS ester

BDP 581/591 NHS ester

BDP 630/650 X NHS ester

BDP FL NHS ester

BDP R6G NHS ester

BDP TMR NHS ester

BDP TR NHS ester

BDP 581/591 azide

BDP 630/650 azide

BDP FL azide

BDP R6G azide

BDP TMR azide

BDP TR azide

BDP 558/568 alkyne

BDP 581/591 alkyne

BDP 630/650 alkyne

BDP FL alkyne

BDP R6G alkyne

BDP TMR alkyne

BDP TR alkyne

BDP 581/591 maleimide

BDP 630/650 maleimide

BDP FL maleimide

BDP R6G maleimide

BDP TMR maleimide

BDP TR maleimide

BDP 581/591 hydrazide

BDP 630/650 hydrazide

BDP FL hydrazide

BDP TR hydrazide

BDP 558/568 carboxylic acid

BDP 581/591 carboxylic acid

BDP 630/650 carboxylic acid

BDP FL carboxylic acid

BDP R6G carboxylic acid

BDP TMR carboxylic acid

BDP TR carboxylic acid

BDP 581/591 amine

BDP 630/650 amine

BDP FL amine

BDP R6G amine

BDP TMR amine

BDP TR amine

BDP 581/591 tetrazine

BDP 630/650 tetrazine

BDP FL tetrazine

BDP TR tetrazine

以下染料的激發(fā)波長是685nm發(fā)射波長是720nm

Azo-Bodipy-685  (ABDP685)

Azo-Bodipy 685 carboxylic acid

Azo-Bodipy 685 azide

Sulfo-Azo-Bodipy 685 azide

Sulfo-Azo-Bodipy 685 carboxylic acid

Azo-Bodipy 685 NHS ester

Sulfo-Azo-Bodipy 685 NHS ester

Azo-Bodipy 685 amine

Sulfo-Azo-Bodipy 685 amine

PEG-Azo-Bodipy 685 NHS ester

PEG- Azo-Bodipy 685 amine

Azo-Bodipy 685 alkyne

Sulfo-Azo-Bodipy 685 alkyne

Azo-Bodipy 685 azide

Sulfo-Azo-Bodipy 685 azide

Azo-Bodipy 685 maleimide

Sulfo-Azo-Bodipy 685 maleimide

Azo-Bodipy 685 pH6.5

我們還接受激發(fā)波長和發(fā)射波長在500nm-800nm之間的BDP活性熒光染料的定制產(chǎn)品。

上面所述染料可以連接：COOH,  NH₂,  NHS, MAL,  N₃,  ALK, hydrazide,  SH

由于品種比較多，如果想咨詢詳細(xì)的產(chǎn)品，請電話西安瑞禧科技。

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公司：西安瑞禧生物科技有限公司