CN104557932A - 一种苝酰亚胺类近红外吸收材料的高效合成方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种苝酰亚胺类近红外吸收材料的高效合成方法及其应用。先进行小分子苝酰亚胺类衍生物的合成；再进行苝酰亚胺类近红外吸收材料的高效合成反应；本发明通过这种高效的方法来合成一系列苝酰亚胺类近红外吸收材料，其中以苝四酸酐的刚性平面结构为基础结构，侧链则为一些含氮原子的供电子基团，如异辛胺、环己胺、乙胺等。此类小分子化合物能够在近红外区域有很好的吸收，具有高的光热转化效率，因而可应用于光声成像。
Description
技术领域
本发明属于生物功能化的纳米材料技术领域，具体涉及的是苝酰亚胺类近红外吸收材料在光声成像中的研究以及其在光声成像领域的应用。
背景技术
光声成像技术是目前生物医学领域新兴的一种非辐射、无损伤检测技术，因其具有对比度高、分辨率好、穿透能力强的优点正迅速成为分子影像研究的热点之一。光声成像技术的原理是当一束脉冲激光照射到生物组织上后，生物组织吸收光能转变为热能并产生体积的膨胀，伴随着体积胀缩进一步产生超声波，收集超声波信号并根据信号的强度就能还原出组织的图像。光声成像技术就要求我们的材料在近红外区域有较强的吸收、光热转化率高。而我们的苝酰亚胺类的材料就有近红外吸收强，光热转化率特别高。
发明内容
技术问题：本发明的目的用一种高效的方法合成一种在近红外吸收强、光热转化率高的近红外吸收材料及其此材料在光声成像中的应用。
技术方案：本发明的苝酰亚胺类近红外吸收材料的高效合成方法中，吸收材料具有如下分子结构式：
其中以苝四酸酐为基本结构，侧链则是含氮原子的供电子基团组成，
R1为H、R2为乙基、异辛基、环己基；
该合成方法具体步骤如下：
一.小分子苝酰亚胺类衍生物的合成
化合物2的合成，即1，6-二溴-苝酰亚胺的合成：将化合物1即苝酰亚胺和浓硫酸混合并加人到反应烧瓶中，混匀在55-60℃下搅拌反应2-3天，之后再向其中加入0.5g-1.0g的单质碘过，过20-30分钟后再向其中加入液溴后在搅拌回流反应并把温度升高到85-90℃，反应2-3天；反应处理：待反应冷却后向反应液中加入20-30mL的水然后用沙芯漏斗抽滤抽出固体并且固体要用大量的清水清洗直到把里面的酸洗干净为止，最后固体再用甲醇洗两到三次，并且干燥得到红色的固体产物；
化合物3的合成：称取1g-1.5g的化合物2放在反应烧瓶中抽真空并用氮气保护，然后在向反应烧瓶中打入溶剂1-N-甲基-2-吡咯烷酮，然后再加入2-2.5mL环己胺进行搅拌反应，反应在75-85℃下进行反应6-8小时；反应处理：待反应冷却后将反应液倒入大量的水中，就会沉出固体粗产物，然后进行抽滤得到固体粗产物，固体粗产物用甲醇冲洗2-3次，最后将固体粗产物溶解到二氯甲烷中拌上硅胶以二氯甲烷和石油醚5:1为洗涤液利用硅胶色谱法进行提纯，然后对有机层干燥、浓缩得到红色固体产物；
二.苝酰亚胺类近红外吸收材料的高效合成反应
a.化合物4的合成：称取1g-1.5g化合物3放在反应烧瓶中抽真空并用氮气保护，然后在向反应烧瓶中打入溶剂1-N-甲基-2-吡咯烷酮和10-15mL的吡啶，在超声的条件下将化合物3充分溶解，然后再将环己胺溶解到四氢呋喃中在打入到反应瓶中，搅拌并在75-85℃的条件下反应2-3天；反应处理：待反应冷却后将反应液倒入大量的水中，就会沉出固体粗产物，然后再进行抽滤得到固体粗产物，固体粗产物用甲醇冲洗2-3次，最后将固体粗产物溶解到二氯甲烷中拌上硅胶以二氯甲烷和石油醚6：1为洗涤液利用硅胶色谱法进行提纯，然后对有机层干燥、浓缩得到红色固体产物，此方法反应的产率很高能达到80％-90％之间；
b.化合物5的合成：称取1g-1.5g化合物3放在反应烧瓶中抽真空并用氮气保护，然后向反应烧瓶中打入溶剂1-N-甲基-2-吡咯烷酮和10-15mL吡啶，在超声的条件下将化合物3充分溶解，然后再将异辛胺溶解到四氢呋喃中打入到反应瓶中，搅拌并在75-85℃的条件下反应2-3天反应处理：待反应冷却后将反应液倒入大量的水中，就会沉出来固体粗产物，然后在进行抽滤得到固体粗产物，固体粗产物用甲醇冲洗2-3次；最后将固体粗产物溶解到二氯甲烷中拌上硅胶以二氯甲烷和石油醚4:1为洗涤液利用硅胶色谱法进行提纯，然后对有机层干燥、浓缩得到红色固体产物，此方法反应的产率很高能达到80％-90％之间；
c.化合物6的合成：称取1g-1.5g化合物3放在反应烧瓶中抽真空并用氮气保护，然后向反应烧瓶中打入溶剂1-N-甲基-2-吡咯烷酮和10-15mL吡啶，在超声的条件下将化合物3充分溶解，然后再将乙胺溶解到四氢呋喃中在打入到反应瓶中，搅拌并在75-85℃的条件下反应2-3天；反应处理：待反应冷却后将反应液倒入大量的水中，就会沉出固体粗产物，然后在进行抽滤得到固体粗产物，固体粗产物用甲醇冲洗2-3次，最后将固体粗产物溶解到二氯甲烷中拌上硅胶以二氯甲烷和石油醚10:1为洗涤液利用硅胶色谱法进行提纯，然后对有机层干燥、浓缩得到红色固体产物，此方法反应的产率很高能达到80％-90％之间；
本发明的苝酰亚胺类近红外吸收材料在光声成像中的应用方法如下：
1)把化合物4、5或6用聚乙二醇-卵磷脂进行包裹使它能够溶解在水溶液中，如下；
2)将上面所述的化合物4、5或6注入到琼脂中然后用近红外光进行激发，在光声成像仪的检测出光声信号。
有益效果：本发明通过一种高效的方法合成一种在近红外区域有很强吸收的光声成像的造影剂，以原有的文献方法对其进行合成条件的改善，从而达到提高我们目标产物的合成产率，再通过把我们的材料和聚乙二醇-卵磷脂进行包裹使其解决生物的相溶性从而达到我们的材料在生物体内能够检测到光声信号。这种高效的合成方法打破了原有文献中合成产率低得特点，使我你们能够更高效的得到此类产物，结合苝酰亚胺价格便宜的优点，可以进行工业上的大量生产。本发明中所涵盖的材料具有优良的光声成像性能，化学稳定性、热稳定性。在水溶液中有40-60nm的球状组装体出现。如果，再加之一些功能化修饰使其具有特异性识别能力，那么在生物医学领域必将会有深远的应用。
附图说明
图1为化合物3的核磁(CDCl3)，
图2为化合物4的核磁(CDCl3)，
图3为化合物5的核磁(CDCl3)，
图4为化合物6的核磁(CDCl3)，
图5为化合物5在不同溶剂中的紫外吸收，
图6为造影剂包裹在聚乙二醇-卵磷脂水溶液中的TEM图，
图7为造影剂的体外光声成像图。
具体实施方式
本发明所述的苝酰亚胺类近红外吸收材料的结构如下：
其中主体部分为苝四酸酐的结构，侧链则是含氮原子的供电子基团，是通过本发明的这种高效方法合成的。
R1为烷基链或者H；
R2为烷基链或者H。
上述化合物中，典型近红外吸收材料的分子结构式如下：
本发明的上述化合物的合成方法如下：
化合物2的合成，即1，6-二溴-苝酰亚胺的合成：将化合物1即苝酰亚胺和浓硫酸混合并加人到反应烧瓶中，混匀在55-60℃下搅拌反应2-3天，之后再向其中加入0.5g-1.0g的单质碘过，过20-30分钟后再向其中加入液溴后在搅拌回流反应并把温度升高到85-90℃，反应2-3天；反应处理：待反应冷却后向反应液中加入20-30mL的水然后用沙芯漏斗抽滤抽出固体并且固体要用大量的清水清洗直到把里面的酸洗干净为止，最后固体再用甲醇洗两到三次，并且干燥得到红色的固体产物；
化合物3的合成：称取1g-1.5g的化合物2放在反应烧瓶中抽真空并用氮气保护，然后在向反应烧瓶中打入溶剂1-N-甲基-2-吡咯烷酮，然后再加入2-2.5mL环己胺进行搅拌反应，反应在75-85℃下进行反应6-8小时；反应处理：待反应冷却后将反应液倒入大量的水中，就会沉出固体粗产物，然后进行抽滤得到固体粗产物，固体粗产物用甲醇冲洗2-3次，最后将固体粗产物溶解到二氯甲烷中拌上硅胶以二氯甲烷和石油醚5:1为洗涤液利用硅胶色谱法进行提纯，然后对有机层干燥、浓缩得到红色固体产物；
化合物4的合成：称取1g-1.5g化合物3放在反应烧瓶中抽真空并用氮气保护，然后在向反应烧瓶中打入溶剂1-N-甲基-2-吡咯烷酮和10-15mL的吡啶，在超声的条件下将化合物3充分溶解，然后再将环己胺溶解到四氢呋喃中在打入到反应瓶中，搅拌并在75-85℃的条件下反应2-3天；反应处理：待反应冷却后将反应液倒入大量的水中，就会沉出固体粗产物，然后再进行抽滤得到固体粗产物，固体粗产物用甲醇冲洗2-3次，最后将固体粗产物溶解到二氯甲烷中拌上硅胶以二氯甲烷和石油醚5:1为洗涤液利用硅胶色谱法进行提纯，然后对有机层干燥、浓缩得到红色固体产物，此方法反应的产率很高能达到80％-90％之间；
化合物5的合成：称取1g-1.5g化合物3放在反应烧瓶中抽真空并用氮气保护，然后向反应烧瓶中打入溶剂1-N-甲基-2-吡咯烷酮和10-15mL吡啶，在超声的条件下将化合物3充分溶解，然后再将异辛胺溶解到四氢呋喃中打入到反应瓶中，搅拌并在75-85℃的条件下反应2-3天反应处理：待反应冷却后将反应液倒入大量的水中，就会沉出来固体粗产物，然后在进行抽滤得到固体粗产物，固体粗产物用甲醇冲洗2-3次；最后将固体粗产物溶解到二氯甲烷中拌上硅胶以二氯甲烷和石油醚4:1为洗涤液利用硅胶色谱法进行提纯，然后对有机层干燥、浓缩得到红色固体产物，此方法反应的产率很高能达到80％-90％之间；
化合物6的合成：称取1g-1.5g化合物3放在反应烧瓶中抽真空并用氮气保护，然后向反应烧瓶中打入溶剂1-N-甲基-2-吡咯烷酮和10-15mL吡啶，在超声的条件下将化合物3充分溶解，然后再将乙胺溶解到四氢呋喃中在打入到反应瓶中，搅拌并在75-85℃的条件下反应2-3天；反应处理：待反应冷却后将反应液倒入大量的水中，就会沉出固体粗产物，然后在进行抽滤得到固体粗产物，固体粗产物用甲醇冲洗2-3次，最后将固体粗产物溶解到二氯甲烷中拌上硅胶以二氯甲烷和石油醚10:1为洗涤液利用硅胶色谱法进行提纯，然后对有机层干燥、浓缩得到红色固体产物，此方法反应的产率很高能达到80％-90％之间；
为了更好地理解本发明，下面通过具体实例来进一步说明本发明的技术方案。
实例1化合物2、3、4、5和6的合成方法如下：
化合物2的合成，即1，6-二溴-苝酰亚胺的合成：将化合物1即苝酰亚胺称取10g于反应烧瓶中再向烧瓶中加入60mL的浓硫酸混合搅拌均匀，在55℃下搅拌反应2-3天，之后再向其中加入0.5g单质碘过20分钟后向其中加入3.3mL的液溴后在搅拌回流反应并把温度升高到85℃，反应2-3天；反应处理：待反应冷却后向反应液中加入20mL的水然后用沙星漏斗抽滤抽出固体并且固体要用大量的清水清洗直到把里面的酸洗干净为止，最后固体在用甲醇洗两到三次，并且干燥得到红色的固体产物15g，产率90％。
化合物3的合成：称取2g化合物2放在反应烧瓶中抽真空并用氮气保护，然后再向反应烧瓶中打入溶剂1-N-甲基-2-吡咯烷酮100mL，然后再加入4mL的环己胺进行搅拌反应，反应在75-85℃下进行反应6小时；反应处理：待反应冷却后将反应液倒入500mL的水中，就会沉出固体粗产物，然后再进行抽滤得到固体粗产物，固体粗产物用甲醇冲洗2-3次。最后将固体粗产物溶解到二氯甲烷中拌上硅胶以二氯甲烷和石油醚5:1为洗涤液利用硅胶色谱法进行提纯，然后对有机层干燥、浓缩得到红色固体产物1.5g，产率为85％。1H NMR(400MHz,CDCl3,ppm)δ：9.45(d,2H),8.86(s,2H),8.65(d,2H),5.01(m,2H),2.53(m,4H),1.92(m,4H),1.75(m,6H),1.44(m,6H).
化合物4的合成：称取1g的化合物3放在反应烧瓶中抽真空并用氮气保护，然后再向反应烧瓶中打入溶剂1-N-甲基-2-吡咯烷酮50mL和5mL的吡啶，在超声的条件下将化合物3充分溶解，然后再将2mL的环己胺溶解到50mL的四氢呋喃中在打入到反应瓶中，搅拌并在75-85℃的条件下反应2-3天；反应处理：待反应冷却后将反应液倒入500mL的水中，就会沉出固体粗产物，然后再进行抽滤得到固体粗产物，固体粗产物用甲醇冲洗2-3次。最后将固体粗产物溶解到二氯甲烷中拌上硅胶以二氯甲烷和石油醚6:1为洗涤液利用硅胶色谱法进行提纯，然后对有机层干燥、浓缩得到红色固体产物0.9g，产率为82％。1H NMR(400MHz,CDCl3,ppm)δ：8.65(d,2H),8.09(d,2H),7.85(s,2H),5.81(s,2H),5.05(m,2H),3.25(m,2H),1.5-2.0(m,16H),1.10-1.52(m,16H),0.93(m,8H).
化合物5的合成：称取1g的化合物3放在反应烧瓶中抽真空并用氮气保护，然后再向反应烧瓶中打入溶剂1-N-甲基-2-吡咯烷酮50mL和5mL的吡啶，在超声的条件下将化合物3充分溶解，然后再将2.5mL异辛胺溶解到50mL的四氢呋喃中在打入到反应瓶中，搅拌并在75-85℃的条件下反应2-3天；反应处理：待反应冷却后将反应液倒入500mL的水中，就会沉出固体粗产物，然后再进行抽滤得到固体粗产物，固体粗产物用甲醇冲洗2-3次。最后将固体粗产物溶解到二氯甲烷中拌上硅胶以二氯甲烷和石油醚4:1为洗涤液利用硅胶色谱法进行提纯，然后对有机层干燥、浓缩得到红色固体产物1.1g，产率89％。1HNMR(400MHz,CDCl3,ppm)δ：8.80(d,2H),8.34(d,2H),8.21(s,2H),5.73(s,2H),5.05(m,2H),1.45-1.60(m,20H),1.31(m,4H),1.18-1.25(m,16H),0.80-1.0(t,12H).
化合物6的合成：称取1g的化合物3放在反应烧瓶中抽真空并用氮气保护，然后再向反应烧瓶中打入溶剂1-N-甲基-2-吡咯烷酮50mL和5mL的吡啶，在超声的条件下将化合物3充分溶解，然后再将30mL乙胺和四氢呋喃的混合溶液打入到反应瓶中，搅拌并在75-85℃的条件下反应2-3天；反应处理：待反应冷却后将反应液倒入500mL的水中，就会沉出固体粗产物，然后再进行抽滤得到固体粗产物，固体粗产物用甲醇冲洗2-3次。最后将固体粗产物溶解到二氯甲烷中拌上硅胶以二氯甲烷和石油醚10:1为洗涤液利用硅胶色谱法进行提纯，然后对有机层干燥、浓缩得到红色固体产物0.8g，产率80％。1HNMR(400MHz,CDCl3,ppm)δ：8.80(d,2H),8.51(d,2H),8.35(s,2H),5.12(s,2H),3.45(m,4H),1.60-1.80(m,8H),1.50(m,4H),1.35-1.45(m,8H),1.33(t,6H).
应用研究
1.方法：通过一种高效的方法合成一种在近红外区域有很强吸收的光声成像的造影剂，以原有的文献方法对其进行合成条件的改善，从而达到提高我们目标产物的合成产率，再通过把我们的材料和聚乙二醇-卵磷脂进行包裹使其解决生物的相溶性从而达到我们的材料在生物体内能够检测到光声信号。再加之一些功能化修饰使其具有特异性识别能力，那么在生物医学领域必将会有深远的应用。
2.实验步骤：称取一定比例的造影剂和卵磷脂，在样品瓶中加入一定量的卵磷脂使其溶解在一定量的去离子水中，再把我们的造影剂溶解在一定量的四氢呋喃当中。把软磷脂溶液放在细胞粉碎仪下超声然后迅速把我们的造影剂溶液滴入到其中。通过TEM表征证明这类材料在水溶液中可以自组装成40-60nm的球状组装体，图6。将自组装材料放在光声仪器中就会产生光声成像的信号，图7。
Claims (2)
1.一种苝酰亚胺类近红外吸收材料的高效合成方法，其特征在于该吸收材料具有如下分子结构式：
其中以苝四酸酐为基本结构，侧链则是含氮原子的供电子基团组成，
R1为H、R2为乙基、异辛基、环己基；
该合成方法具体步骤如下：
一.小分子苝酰亚胺类衍生物的合成
化合物2的合成，即1，6-二溴-苝酰亚胺的合成：将化合物1即苝酰亚胺和浓硫酸混合并加人到反应烧瓶中，混匀在55-60℃下搅拌反应2-3天，之后再向其中加入0.5g-1.0g的单质碘过，过20-30分钟后再向其中加入液溴后在搅拌回流反应并把温度升高到85-90℃，反应2-3天；反应处理：待反应冷却后向反应液中加入20-30mL的水然后用沙芯漏斗抽滤抽出固体并且固体要用大量的清水清洗直到把里面的酸洗干净为止，最后固体再用甲醇洗两到三次，并且干燥得到红色的固体产物；
化合物3的合成：称取1g-1.5g的化合物2放在反应烧瓶中抽真空并用氮气保护，然后在向反应烧瓶中打入溶剂1-N-甲基-2-吡咯烷酮，然后再加入2-2.5mL环己胺进行搅拌反应，反应在75-85℃下进行反应6-8小时；反应处理：待反应冷却后将反应液倒入大量的水中，就会沉出固体粗产物，然后进行抽滤得到固体粗产物，固体粗产物用甲醇冲洗2-3次，最后将固体粗产物溶解到二氯甲烷中拌上硅胶以二氯甲烷和石油醚5:1为洗涤液利用硅胶色谱法进行提纯，然后对有机层干燥、浓缩得到红色固体产物；
二.苝酰亚胺类近红外吸收材料的高效合成反应
a.化合物4的合成：称取1g-1.5g化合物3放在反应烧瓶中抽真空并用氮气保护，然后在向反应烧瓶中打入溶剂1-N-甲基-2-吡咯烷酮和10-15mL的吡啶，在超声的条件下将化合物3充分溶解，然后再将环己胺溶解到四氢呋喃中在打入到反应瓶中，搅拌并在75-85℃的条件下反应2-3天；反应处理：待反应冷却后将反应液倒入大量的水中，就会沉出固体粗产物，然后再进行抽滤得到固体粗产物，固体粗产物用甲醇冲洗2-3次，最后将固体粗产物溶解到二氯甲烷中拌上硅胶以二氯甲烷和石油醚6：1为洗涤液利用硅胶色谱法进行提纯，然后对有机层干燥、浓缩得到红色固体产物，此方法反应的产率很高能达到80％-90％之间；
b.化合物5的合成：称取1g-1.5g化合物3放在反应烧瓶中抽真空并用氮气保护，然后向反应烧瓶中打入溶剂1-N-甲基-2-吡咯烷酮和10-15mL吡啶，在超声的条件下将化合物3充分溶解，然后再将异辛胺溶解到四氢呋喃中打入到反应瓶中，搅拌并在75-85℃的条件下反应2-3天反应处理：待反应冷却后将反应液倒入大量的水中，就会沉出来固体粗产物，然后在进行抽滤得到固体粗产物，固体粗产物用甲醇冲洗2-3次；最后将固体粗产物溶解到二氯甲烷中拌上硅胶以二氯甲烷和石油醚4:1为洗涤液利用硅胶色谱法进行提纯，然后对有机层干燥、浓缩得到红色固体产物，此方法反应的产率很高能达到80％-90％之间；
c.化合物6的合成：称取1g-1.5g化合物3放在反应烧瓶中抽真空并用氮气保护，然后向反应烧瓶中打入溶剂1-N-甲基-2-吡咯烷酮和10-15mL吡啶，在超声的条件下将化合物3充分溶解，然后再将乙胺溶解到四氢呋喃中在打入到反应瓶中，搅拌并在75-85℃的条件下反应2-3天；反应处理：待反应冷却后将反应液倒入大量的水中，就会沉出固体粗产物，然后在进行抽滤得到固体粗产物，固体粗产物用甲醇冲洗2-3次，最后将固体粗产物溶解到二氯甲烷中拌上硅胶以二氯甲烷和石油醚10:1为洗涤液利用硅胶色谱法进行提纯，然后对有机层干燥、浓缩得到红色固体产物，此方法反应的产率很高能达到80％-90％之间。
2.一种如权利要求1所述的苝酰亚胺类近红外吸收材料在光声成像中的应用，其特征在于具体方法如下：
1)把化合物4、5或6用聚乙二醇-卵磷脂进行包裹使它能够溶解在水溶液中，如下；
2)将上面所述的化合物4、5或6注入到琼脂中然后用近红外光进行激发，在光声成像仪的检测出光声信号。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108421042A (zh) * | 2018-04-17 | 2018-08-21 | 南京邮电大学 | 一种光控降解水凝胶的制备方法 |
| CN113354640A (zh) * | 2021-06-03 | 2021-09-07 | 北京化工大学 | 一种基于苝酰亚胺的核仁靶向光热试剂的制备方法和应用 |
| CN113387949A (zh) * | 2021-07-08 | 2021-09-14 | 山东大学 | 苝二酰亚胺衍生物、空心纳米胶囊PDI-R-4b@SNC及其制备方法与应用 |
| CN113861225A (zh) * | 2021-10-15 | 2021-12-31 | 扬州工业职业技术学院 | 一种近红外发射有机光敏分子、其制备方法及应用 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102070771A (zh) * | 2010-11-30 | 2011-05-25 | 南京邮电大学 | 苝酰亚胺类光电功能材料及其制备方法 |
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102070771A (zh) * | 2010-11-30 | 2011-05-25 | 南京邮电大学 | 苝酰亚胺类光电功能材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| CHUNTAO ZHAO ET AL.: ""Di(alkoxy)- and Di(alkylthio)-Substituted Perylene-3,4;9,10-tetracarboxy Diimides with Tunable Electrochemical and Photophysical Properties"", 《JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY》 * |
| PU XIAO AL.: ""Red-Light-Induced Cationic Photopolymerization: Perylene Derivatives as Efficient Photoinitiators"", 《MACROMOLECULAR RAPID COMMUNICATIONS》 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108421042A (zh) * | 2018-04-17 | 2018-08-21 | 南京邮电大学 | 一种光控降解水凝胶的制备方法 |
| CN108421042B (zh) * | 2018-04-17 | 2021-02-09 | 南京邮电大学 | 一种光控降解水凝胶的制备方法 |
| CN113354640A (zh) * | 2021-06-03 | 2021-09-07 | 北京化工大学 | 一种基于苝酰亚胺的核仁靶向光热试剂的制备方法和应用 |
| CN113387949A (zh) * | 2021-07-08 | 2021-09-14 | 山东大学 | 苝二酰亚胺衍生物、空心纳米胶囊PDI-R-4b@SNC及其制备方法与应用 |
| CN113861225A (zh) * | 2021-10-15 | 2021-12-31 | 扬州工业职业技术学院 | 一种近红外发射有机光敏分子、其制备方法及应用 |
| CN113861225B (zh) * | 2021-10-15 | 2024-01-26 | 扬州工业职业技术学院 | 一种近红外发射有机光敏分子、其制备方法及应用 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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