أخبار

1. المقدمة

حظيت أصباغ امتصاص الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) باهتمام كبير في علوم المواد والطب الحيوي نظرًا لمزاياها الفريدة في تصوير الأنسجة العميقة والكشف عالي الدقة. وباعتبارها صبغة من الجيل التالي للأشعة تحت الحمراء القريبة،نير1001نجح في تحقيق امتصاص الانزياح الأحمر في منطقة NIR-II (1000-1700 نانومتر) من خلال الهندسة الجزيئية المبتكرة، مما يوفر فرصًا جديدة للتطبيقات في مجال الإلكترونيات الضوئية والتشخيصات الطبية الحيوية.
صبغة امتصاص الأشعة تحت الحمراء القريبة nir1001-2

2. التصميم الجزيئي والخصائص الضوئية الفيزيائية

استنادًا إلى هيكل آزا-بوديبي، يُدمج NIR1001 مجموعات مانحة للإلكترونات (مثل 4-N,N-ثنائي فينيل أمينوفينيل) في المواضع 2،6، مُشكلًا بنية D-π-D متماثلة1. يُضيّق هذا التصميم فجوة HOMO-LUMO، مُزيحًا ذروة الامتصاص لما يزيد عن 1000 نانومتر، ومُعززًا نقل الشحنة داخل الجزيء (ICT). في THF، يُظهر NIR1001 مقطعًا عرضيًا أقصى لامتصاص فوتونين (TPA) يبلغ 37 GM، وهو تحسن مُضاعف مُقارنةً بمشتقات BODIPY التقليدية. يُمكّن عمره الافتراضي المُثار، والبالغ 1.2 ps، من تحقيق انتقالات غير إشعاعية فعّالة، مما يجعله مناسبًا للعلاج الضوئي الديناميكي (PDT).
تُظهر حسابات DFT أن آلية نقل الشحنة في NIR1001 تنشأ من عدم تموضع إلكترونات باي بين جزأي المانح والمستقبل. يُعزز تعديل الميثوكسي امتصاص الأشعة تحت الحمراء القريبة في نافذة العلاج الضوئي (650-900 نانومتر)، مما يُحسّن الحساسية1. مقارنةً بأصباغ AF من جامعة فودان، يحافظ NIR1001 على وزن جزيئي صغير (<500 دالتون) مع ثبات ضوئي أعلى بنسبة 40%. يُحسّن تعديل الكربوكسيل قابلية ذوبان الماء (cLogD=1.2)، مما يُقلل من الامتصاص غير النوعي في الأنظمة البيولوجية.

3. التطبيقات الطبية الحيوية
في التصوير الحيوي، يُحقق مسبار hCG-NIR1001 المُقترن بهرمون الحمل البشري (hCG) تصويرًا عالي الدقة لبصيلات المبيض والنقائل الدقيقة تحت تأثير 808 نانومتر. بعمق اختراق يبلغ 3 سم في الأشعة تحت الحمراء القريبة من النوع الثاني (NIR-II)، يتفوق على مسبارات الأشعة تحت الحمراء القريبة من النوع الأول (NIR-I) بثلاثة أضعاف، مع تقليل الفلورسنت الخلفي بنسبة 60%. في نموذج إصابة كلوية لدى الفئران، يُظهر NIR1001 امتصاصًا كلويًا بنسبة 85%، مُكتشفًا الضرر أسرع بست مرات من الضوابط الجزيئية الكبيرة.
في العلاج الضوئي الديناميكي، يُنتج NIR1001 أنواعًا تفاعلية من الأكسجين (ROS) بتركيز 0.85 ميكرومول/جول تحت إشعاع ليزر بطول موجة 1064 نانومتر، مما يُحفز موت الخلايا السرطانية بشكل فعال. تتراكم جسيمات NIR1001 النانوية المُغلفة بالليبوزوم في الأورام أكثر بـ 7.2 مرة من الصبغة الحرة، مما يُقلل من التأثيرات غير المستهدفة.
4. المراقبة الصناعية والبيئية
في التطبيقات الصناعية، يُدمج NIR1001 في جهاز تحليل SupNIR-1000 من شركة Juhang Technology لفرز الفاكهة، وتقييم جودة اللحوم، ومعالجة التبغ. يعمل الجهاز ضمن نطاق 900-1700 نانومتر، ويقيس في آنٍ واحد محتوى السكر والرطوبة وبقايا المبيدات خلال 30 ثانية بدقة ± (50 جزء في المليون + 5%). في أجهزة استشعار ثاني أكسيد الكربون للسيارات (ACDS-1001)، يُتيح NIR1001 المراقبة الفورية مع زمن استجابة T90≤25 ثانية وعمر افتراضي يصل إلى 15 عامًا.
للكشف البيئي، تكشف المجسات الوظيفية NIR1001 عن المعادن الثقيلة في الماء. عند درجة حموضة تتراوح بين 6.5 و8.0، ترتبط شدة الفلورسنت ارتباطًا خطيًا بتركيز Hg²⁺ (0.1-10 ميكرومولار) بحد كشف يبلغ 0.05 ميكرومولار، متفوقةً بذلك على الطرق اللونية بفارق كبير.
5. الابتكار التكنولوجي والتسويق
مواد توبويل تشينغداويستخدم تخليقًا مستمرًا لإنتاج NIR1001 بنقاء 99.5%، بسعة 50 كجم/دفعة. باستخدام مفاعلات القنوات الدقيقة، يُقلل وقت تكثيف Knoevenagel من 12 ساعة إلى 30 دقيقة، مما يُقلل استهلاك الطاقة بنسبة 60%. تُهيمن سلسلة NIR1001، الحاصلة على شهادة ISO 13485، على سوق المنتجات الطبية الحيوية.


وقت النشر: ١٦ يوليو ٢٠٢٥