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아자-BODIPY 골격을 기반으로 하는 NIR1001은 2,6 위치에 전자 공여기(예: 4-N,N-디페닐아미노페닐)를 도입하여 대칭적인 D-π-D 구조를 형성합니다.1 이러한 설계는 HOMO-LUMO 간격을 좁혀 흡수 피크를 1000nm 이상으로 이동시키고 분자 내 전하 이동(ICT)을 향상시킵니다. THF에서 NIR1001은 최대 37GM의 이광자 흡수(TPA) 단면적을 나타내며, 이는 기존 BODIPY 유도체보다 두 배 향상되었습니다. 1.2ps의 여기 상태 수명은 효율적인 비방사성 전이를 가능하게 하여 광역학 치료(PDT)에 적합합니다.

DFT 계산 결과, NIR1001의 전하 이동 메커니즘은 공여체와 수용체 부분 사이의 π-전자 비편재화에 기인하는 것으로 나타났습니다. 메톡시 변형은 광치료 영역(650-900 nm)에서 NIR 흡수를 더욱 향상시켜 감도를 향상시킵니다.1 푸단대학교의 AF 염료와 비교했을 때, NIR1001은 작은 분자량(<500 Da)을 유지하면서도 40% 더 높은 광안정성을 유지합니다. 카르복실화 변형은 수용성을 향상시켜(cLogD=1.2) 생물학적 시스템에서 비특이적 흡착을 감소시킵니다.

3. 생물의학 응용 분야
바이오 이미징에서 hCG 결합 프로브 hCG-NIR1001은 808nm 여기 파장에서 난소 난포와 미세 전이의 고해상도 이미징을 달성합니다. NIR-II에서 3cm의 침투 깊이를 가진 hCG-NIR1001은 NIR-I 프로브보다 3배 뛰어난 성능을 보이며, 배경 형광을 60%까지 감소시킵니다. 마우스 신장 손상 모델에서 NIR1001은 신장 특이적 흡수율 85%를 나타내며, 거대분자 대조군보다 6배 빠르게 손상을 감지합니다.
PDT의 경우, NIR1001은 1064 nm 레이저 조사 시 0.85 μmol/J의 활성산소(ROS)를 생성하여 종양 세포 사멸을 효과적으로 유도합니다. 리포좀으로 캡슐화된 NIR1001 나노입자(NP)는 유리 염료보다 종양에 7.2배 더 많이 축적되어 오프타겟 효과를 최소화합니다.
4. 산업 및 환경 모니터링
산업 분야에서 NIR1001은 Juhang Technology의 SupNIR-1000 분석기에 통합되어 과일 분류, 육질 평가, 담배 가공 등에 활용됩니다. 900~1700nm 파장 범위에서 작동하며, ±(50ppm+5% 판독값) 정확도로 30초 이내에 당도, 수분, 잔류 농약량을 동시에 측정합니다. 자동차용 CO2 센서(ACDS-1001)에서는 T90≤25초의 응답 속도와 15년의 수명으로 실시간 모니터링이 가능합니다.
환경 검출을 위해 NIR1001 기능화 프로브는 물 속 중금속을 검출합니다. pH 6.5-8.0에서 형광 강도는 Hg²⁺ 농도(0.1-10 μM)와 선형적으로 상관관계를 보이며, 검출 한계는 0.05 μM으로, 비색법보다 두 자릿수(100배) 더 우수한 성능을 보입니다.
5. 기술 혁신 및 상용화
칭다오 탑웰 머티리얼즈연속 합성을 통해 순도 99.5%의 NIR1001을 50kg/배치 용량으로 생산합니다. 마이크로채널 반응기를 사용하면 크뇌베나겔(Knoevenagel) 응축 시간이 12시간에서 30분으로 단축되어 에너지 소비를 60% 절감할 수 있습니다. ISO 13485 인증을 받은 NIR1001 시리즈는 바이오메디컬 시장을 선도하고 있습니다.