구조적으로 조절된 사이안인 J-응집체의 형성과 선명하고 조절 가능한 스펙트라를 이용한 다중 광음향 및 형광 생체 이미징

초록 J-응집체는 분자 염료에 흥미로운 광학적 및 전자적 성질을 부여하고 다양한 분야에서의 응용 가능성을 크게 확장하지만, J-응집 염료를 합리적으로 설계하는 데에는 여전히 어려움이 존재합니다. 여기에서 우리는 일반적인 헵타메틴 사이안인의 구조를 점진적으로 개선하여 다수의 J-응집 염료를 개발했습니다. 염료의 중간 위치에 벤질 및 트리플루로아세틸 그룹이 포함된 가지 구조를 도입함으로써 날카로운 스펙트럼 대역(최대치의 반폭 ≤ 38 nm)을 갖는 J-응집체를 얻었습니다. 벤질 그룹을 미세 조정함으로써 J-응집체의 스펙트럼 조절이 가능해집니다. 아홉 가지 염료의 단결정 데이터 분석 결과 J-응집 성향과 결정 내 분자 배열 간의 상관관계가 밝혀졌습니다. 일부 J-응집체는 동물에서 다중 광음향 및 형광 이미징에 성공적으로 적용되었습니다. 특히, J-응집체의 날카롭고 독특한 흡수 대역 덕분에 높은 시공간 해상도를 가진 3색 다중 스펙트럼 광음향 단층 촬영 이미지가 달성되었습니다.