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Basé sur le squelette aza-BODIPY, le NIR1001 incorpore des groupes donneurs d'électrons (par exemple, 4-N,N-diphénylaminophényle) en positions 2 et 6, formant une structure symétrique D-π-D1. Cette conception réduit l'intervalle HOMO-LUMO, décalant le pic d'absorption au-delà de 1 000 nm et améliorant le transfert de charge intramoléculaire (ICT). Dans le THF, le NIR1001 présente une section efficace d'absorption à deux photons (TPA) maximale de 37 GM, soit une amélioration de deux fois par rapport aux dérivés BODIPY traditionnels. Sa durée de vie à l'état excité de 1,2 ps permet des transitions non radiatives efficaces, ce qui le rend adapté à la thérapie photodynamique (PDT).

Les calculs DFT révèlent que le mécanisme de transfert de charge du NIR1001 résulte de la délocalisation des électrons π entre les fragments donneur et accepteur. La modification méthoxy améliore encore l'absorption du proche infrarouge dans la fenêtre photothérapeutique (650-900 nm), améliorant ainsi la sensibilité1. Comparé aux colorants AF de l'Université Fudan, le NIR1001 conserve un faible poids moléculaire (< 500 Da) avec une photostabilité 40 % supérieure. La modification par carboxylation améliore la solubilité dans l'eau (cLogD = 1,2), réduisant ainsi l'adsorption non spécifique dans les systèmes biologiques.

3. Applications biomédicales
En bio-imagerie, la sonde hCG-NIR1001 conjuguée à l'hCG permet une imagerie haute résolution des follicules ovariens et des micrométastases sous excitation à 808 nm. Avec une profondeur de pénétration de 3 cm dans le proche infrarouge (NIR-II), elle surpasse de trois fois les sondes NIR-I, tout en réduisant la fluorescence de fond de 60 %. Dans un modèle murin de lésion rénale, NIR1001 présente une captation rénale spécifique de 85 %, détectant les lésions six fois plus rapidement que les témoins macromoléculaires.
Pour la PDT, le NIR1001 génère des espèces réactives de l'oxygène (ERO) à 0,85 μmol/J sous irradiation laser à 1064 nm, induisant efficacement l'apoptose des cellules tumorales. Les nanoparticules (NP) de NIR1001 encapsulées dans des liposomes s'accumulent 7,2 fois plus dans les tumeurs que le colorant libre, minimisant ainsi les effets hors cible.
4. Surveillance industrielle et environnementale
Dans les applications industrielles, le NIR1001 est intégré à l'analyseur SupNIR-1000 de Juhang Technology pour le tri des fruits, l'évaluation de la qualité de la viande et la transformation du tabac. Fonctionnant dans la plage de 900 à 1700 nm, il mesure simultanément la teneur en sucre, l'humidité et les résidus de pesticides en 30 secondes avec une précision de ±(50 ppm + 5 %). Dans les capteurs de CO2 automobiles (ACDS-1001), le NIR1001 permet une surveillance en temps réel avec un temps de réponse T90 ≤ 25 s et une durée de vie de 15 ans.
Pour la détection environnementale, les sondes fonctionnalisées NIR1001 détectent les métaux lourds dans l'eau. À un pH compris entre 6,5 et 8,0, l'intensité de fluorescence est linéairement corrélée à la concentration en Hg²⁺ (0,1 à 10 μM), avec une limite de détection de 0,05 μM, surpassant de deux ordres de grandeur les méthodes colorimétriques.
5. Innovation technologique et commercialisation
Matériaux Topwell de QingdaoLa synthèse continue permet de produire du NIR1001 à 99,5 % de pureté, avec une capacité de 50 kg par lot. Grâce à des réacteurs à microcanaux, le temps de condensation Knoevenagel est réduit de 12 heures à 30 minutes, réduisant ainsi la consommation d'énergie de 60 %. La série NIR1001, certifiée ISO 13485, domine le marché biomédical.