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聚集诱导发光AIE材料用于大体积动物的长波长NIR-II大深度高分辨率活体成像

发布时间：2020-12-02 作者：zhn 分享到：

聚集诱导发光AIE材料用于大体积动物的长波长NIR-II大深度高分辨率活体成像

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荧光成像是一种非常重要而且具有临床转化前景的成像模式。与传统可见光（400-700 nm）和近红外一区（NIR-I，700-900 nm）相比，近红外二区波段（NIR-II，1000-1700 nm）在生物组织中的散射更小，穿透能力更强，因此有利于提高成像的深度和深层组织的空间分辨率。近年来，研究者们开展了一系列的基于NIR-II荧光成像方面的研究，实现了对活体深层和功能性成像。然而，NIR-II荧光成像的研究主要集中在小体积动物上（如小鼠，体重一般约20 g），在更大体积动物模型中的应用仍然很少（如大鼠，体重约200 g，是小鼠体积的10倍）。大体积动物的研究对NIR-II荧光成像的临床转化具有非常重要的意义，但是该方面的研究非常有限，主要由于缺乏高亮度和高稳定性的探针材料，大动物更深的组织和更强的散射也增加了成像的难度。

图1. AIE物料用在长主波长NIR-II的大体上积食草动物活体荧光影像

香港科技大学唐本忠院士和浙江大学钱骏教授报道了高亮度和高稳定的NIR-II AIE材料实现大体积动物的活体功能成像，包括大鼠活体脑部血管大深度显微成像，可视化的脑卒中成像和主要器官（胃肠道和膀胱）显影等（图1）。在该研究工作中，作者设计并合成了一种NIR-II发光的AIE分子BPN-BBT（图2），该分子的结构简单，其分子量只有780，有利于大规模生产。分子的核心部分是一个平面的共轭结构，因此具有很高的摩尔消光系数（3.02 × 10⁴ L mol^-1 cm^-1）；同时可以自由运动的苯环和萘环取代基赋予了**的聚集诱导发光（AIE）特性，使组装成的纳米颗粒具有很高的荧光量子产率（5.7%）。通过FDA认证安全无毒的双极性分子（Pluronic F-127）对BPN-BBT进行修饰包覆，获得了具有**生物相容性和稳定性的AIE纳米颗粒，适合活体成像应用。

图2. 具强吸纳和高屏幕亮度度的NIR-II AIE分子结构非常装设成高可靠的纳米技术科粒

是因为AIEnm小粒有很宽的火箭发射光谱分析面积，小编科研了各种k线（900, 1000, 1100, 1200 nm之内）的荧光性（图3）。既然荧光量子产出率伴随着时间推移时间的推移k线的红移而大大减少，脑袋血栓显像的房间甄别率和信噪比却伴随着时间推移时间的推移k线面积的红移而比较突出提高了，即回收通过1200 nm之内的一部分放光是也可以体现好的显像特效。这通常是是因为生物制品聚集的散射伴随着时间推移时间的推移吸光度的红移而短时间大大减少引致的。小编进的一步科研了大鼠脑血栓的长吸光度NIR-II（>1200 nm）荧光显像（图4）。尾冠状动脉注射液体AIEnm小粒至大鼠人体内后在793 nm光增强下，回收通过NIR-II荧光显微显像设备荣获了高比对度的大鼠脑血栓NIR-II荧光显像，在700 µm深度的还在继续是也可以清淅地检测到直劲约为9.1 µm的孔状血栓，是现下大鼠脑袋血栓造影的数据。

图3. 不同的k线的范围的大鼠脑袋微血管影像最终结果做对比

图4.大鼠头部各种深浅与大视眼脑淋巴管的活体长可见光波长NIR-II荧光显微激光散斑

著者进三步开发了大鼠的脑卒中类别，即在大鼠颈主血官内放进去线栓，有脖颈主血官內膜的受伤，而使使该地域域血样流失情况发展进步，更改密码血凝软件系统提高血细胞的凝集而闭塞血官产生血栓。著者再生利用NIR-II荧光显微三维显像实时的测量了大鼠脑卒中的产生流程中，并对血栓产生之前之后的同一时间个脑血官地域来进行NIR-II荧光三维显像并来进行价格对比，会突出地看看血栓的步位（图5）。该报告单表示NIR-II AIE建筑材料会**地监控大生物颅内慢性病的早期的产生和发展进步流程中。