Extended Fused Carbazole‐BODIPY, High Brightness NIR Organic Dyes

F Fabien Ceugniet (Chemistry Research Laboratory, University of Oxford, 12 Mansfield Road, Oxford OX1 3TA, U.K.) V Valentin Ott (Institut De Chimie et Procédés Pour L'energie L'environnement Et La Santé (ICPEES) CNRS UMR 7515 École De Chimie Polymères Matériaux De Strasbourg (ECPM) Strasbourg Cedex France) P Pascal Retailleau (Service De Cristallographie Structurale ICSN‐CNRS Université Paris‐Saclay Gif‐sur‐Yvette Cedex France) Y Yann Bretonnière (University of Lyon, ENS-Lyon, CNRS UMR 5182, Chem. Lab 2 , Lyon 69342,) O Olivier Maury (CNRS, ENS de Lyon, LCH, UMR 5182) M Manon H. E. Bousquet (Nantes Université, CNRS, CEISAM Nantes France) L Lucie Sancey (Univ. Grenoble Alpes (UGA)) N Nicolas Leclerc (Institut De Chimie et Procédés Pour L'energie L'environnement Et La Santé (ICPEES) CNRS UMR 7515 École De Chimie Polymères Matériaux De Strasbourg (ECPM) Strasbourg Cedex France) D Denis Jacquemin (Nantes Université, CNRS, CEISAM Nantes France) G Gilles Ulrich (Institut De Chimie et Procédés Pour L'energie L'environnement Et La Santé (ICPEES) CNRS UMR 7515 École De Chimie Polymères Matériaux De Strasbourg (ECPM) Strasbourg Cedex France)

Abstract

ABSTRACT Fluorescence‐based bioimaging enables noninvasive visualization of molecular and cellular processes with high sensitivity and without ionizing radiation. However, conventional fluorophores emitting in the visible or near‐red infrared I (NIR‐I) (650–800 nm) regions suffer from limited tissue penetration and scattering. Extending fluorescence emission into the deeper NIR region represents a promising strategy to overcome these drawbacks, yet achieving high brightness and stability in organic dyes remains a major challenge. We report an original family of hetero‐substituted‐fused boron‐dipyrromethene (BODIPY) dyes bearing carbazole and thienyl donors that exhibit record brightness and emission maxima up to 852 nm in toluene. The synthetic route combines successive Stille couplings from a 2,6‐dibromo‐3,5‐diiodo‐BODIPY precursor and an unprecedented silver(I)‐mediated oxidative cyclization, affording high yields and suppressing undesired chlorination. The resulting dyes display intense absorption ( ε = 1.8–2.5 × 10 5 M − 1 cm − 1 ) and exceptional fluorescence quantum yields ( Φ up to 0.73). Encapsulation in silica nanoparticles (NPs) preserves their photophysical properties and enables efficient NIR‐II in vivo imaging in mice, allowing tumor detection at doses as low as 0.2 nmol with tumor‐to‐muscle ratios > 4. These fused BODIPY derivatives rank among the brightest NIR fluorophores reported to date and open new avenues for high‐contrast deep‐tissue imaging and image‐guided surgery.

Article Details

Volume / Issue Vol. 65, Issue 17
Published April 20, 2026
ISSN 1433-7851
Publisher Wiley

Journal Info

Angewandte Chemie International Edition

Wiley

ISSN: 1433-7851 Physical Sciences

Authors (10)

F

Fabien Ceugniet

Chemistry Research Laboratory, University of Oxford, 12 Mansfield Road, Oxford OX1 3TA, U.K.

V

Valentin Ott

Institut De Chimie et Procédés Pour L'energie L'environnement Et La Santé (ICPEES) CNRS UMR 7515 École De Chimie Polymères Matériaux De Strasbourg (ECPM) Strasbourg Cedex France

P

Pascal Retailleau

Service De Cristallographie Structurale ICSN‐CNRS Université Paris‐Saclay Gif‐sur‐Yvette Cedex France

Y

Yann Bretonnière

University of Lyon, ENS-Lyon, CNRS UMR 5182, Chem. Lab 2 , Lyon 69342,

O

Olivier Maury

CNRS, ENS de Lyon, LCH, UMR 5182

M

Manon H. E. Bousquet

Nantes Université, CNRS, CEISAM Nantes France

L

Lucie Sancey

Univ. Grenoble Alpes (UGA)

N

Nicolas Leclerc

Institut De Chimie et Procédés Pour L'energie L'environnement Et La Santé (ICPEES) CNRS UMR 7515 École De Chimie Polymères Matériaux De Strasbourg (ECPM) Strasbourg Cedex France

D

Denis Jacquemin

Nantes Université, CNRS, CEISAM Nantes France

G

Gilles Ulrich

Institut De Chimie et Procédés Pour L'energie L'environnement Et La Santé (ICPEES) CNRS UMR 7515 École De Chimie Polymères Matériaux De Strasbourg (ECPM) Strasbourg Cedex France