当前,近红外二区(NIR-II,1000-1700nm)荧光成像在生物医学底子研究和肿瘤术中精准切除等临床转化方面展示出应用远景。相较于近红外一区(NIR-I,700-1000 nm),近红外二区荧光成像具备的在生物体内散射低、构造穿透深且成像辨别率高的上风,使其被视为颇具进展潜力的影像技能。
然而,受限于荧光成像的固出缺点,如较小的斯托克斯(Stokes)位移和较短的光学寿命,近红外二区荧光成像在动物活体内高辨别、高质量的及时成像成效尚不睬想,仍有较大的进步空间。
怎样进一步从成像探针和成像要领方面,重新思索与设计近红外二区成像,是突破现有近红外二区成像生物应用瓶颈的要害。
克日,中国科学院主动化研究所研究员胡振华、武汉理工大学副研究员常柏松、中科院上海药物研究所传授程震、武汉理工大学传授孙涛垒互助,创新性地开辟出近红外二区磷光成像(NIR-II phosphorescent imaging)探针及技能,初次将磷光拓展到近红外二戋戋域,为探究面向庞大疾病的特异性成像提供了新思绪和新计谋,为疾病的在体早期诊断、术中导航治疗提供了新的强有力的东西。
相干结果(A phosphorescent probe for in vivo imaging in the near-infrared II window)颁发在Nature Biomedical Engineering上。
本研究通过金属离子互换机理,制备出具有空心布局的CuISe纳米管,使用氢键诱导的受限自组装道理,转变了纳米探针的受激态衰减历程,快要红外二区(最大放射峰在1130nm左右)磷光探针CuISe纳米管的荧光寿命从73ns延伸到336μs。
基于CISe纳米探针的荧光-磷光变化机理,本研究还开展了小动物活体及时近红外二区磷光成像试验。试验效果评释,正常构造的配景噪声得到显着按捺,近红外二区磷光成像具有明显的肿瘤特异性。
尾静脉注射CISe纳米探针24h后,肿瘤的信噪比可达190,血管辨别率可达7.6μm,表现出近红外二区磷光成像具有在动物活体内高辨别、高质量及时成像的本领。
近红外二区成像技能具有颇高的临床转化潜力。此前,中科院分子影像重点试验室及互助团队在国际上初次实现了近红外二区荧光成像的临床转化。
试验效果评释,与传统成像技能相比,利用近红外二区荧光成像可以或许发觉更多的肿瘤原发灶和转移灶,相干结果颁发在Nature Biomedical Engineering上,而这次研究进一步把磷光拓展到近红外二戋戋域,可以实现肿瘤及血管更高辨别率、更高比拟度、更大穿透深度的成像,在肿瘤更高特异性的早期精准诊断与术中荧光指导肿瘤精准切除等临床应用中看得更深、看得更清,对付陆续推动近红外二区成像技能的临床转化事情具有紧张意义。
研究事情得到国度重点研发打算“纳米科技”重点专项、国度天然科学基金等的资助。(泉源:中国科学院)