本文要点：开发了一个智能的NIR-II比率成像纳米平台LnNRs@mSiO2-RBS，用于同时诊断肝纤维化和基于NO气体的肝纤维化疗法的第二近红外（NIR-II）比例荧光成像。作者的研究表明，纤维化小鼠肝脏中增强的NIR-IIa荧光信号可用于肝纤维化的非侵入性早期检测。此外，该纳米平台还具有用于治疗肝纤维化的高效NO气体释放和980 nm激光激活的1532 nm发射，可以减轻和逆转肝纤维化。重要的是，成功地进行了NO治疗过程中体内NIR-II比率成像，为观察NO气体对肝纤维化的治疗效果提供了一种高度准确、灵敏和创新的方法。
在此，本文首次开发了一种智能NIR-II比例光学成像和NO释放纳米平台，用于实时检测肝纤维化和NO气体治疗过程的比例成像。在808 nm激光照射下，内源性脂褐素色素的NIR-IIa信号（1000-1400 nm）增加用于肝纤维化的无创早期诊断。此外，所设计的纳米平台实现了980 nm激光照射下肝纤维化气体治疗的按需NO释放。NO气体处理后，NaYF内源性脂褐素在NIR-IIa区域的强度降低，NIR-IIb发光（1532 nm）增加： Gd/Yb/Er 可形成自校准参考信号，用于比率成像（I980 nm EX/I808 nm EX）的 NO 气体治疗过程。这些发现为肝纤维化治疗效果的无创监测和比例可视化提供了一种有效的工程策略。
在980nm激光激发下，LnNRs不仅表现出强烈的绿色和红色光，用于激活光响应的RBS以释放NO气体，而且还具有优异的NIR-IIb发射（1532nm，图1i）。
在成功制备纳米探针后，如图2b，在功率密度为1.5W/cm2的980nm激光照射下，NO的释放量可达1.38μM。图2c，证明了可以通过打开/关闭激发光使NO按需释放。图2d所示，未经处理的细胞无NO产生，在980nm激光照射下，LnNRs@mSiO2-RBS处理的细胞观察到强绿色荧光信号，表明细胞内产生了NO。这些发现说明了LnNRs@mSiO2-RBS的有效细胞摄取和在980nm激光照射下成功的原位NO释放。
图3 (a)肝纤维化NO气体治疗的比率可视化示意图 (b) 肝纤维化小鼠NIR-IIa成像 (c) 相应的NIR-IIa信号强度(d) NO气体治疗的NIR-II比率荧光成像 (e) 相应荧光强度 (f) 相应比率荧光信号强度
如图3b、c，在注射CCl4后1周至8周，因为损伤的肝组织产生内源性NIR-IIa发射性脂褐素，NIR-IIa信号（1000nm-1400nm）逐渐增强。通过细胞实验与H&E染色研究结果表明LnNRs@mSiO2-RBS纳米探针具有良好的生物相容性和生物安全性。图3d显示，在NO气体处理后，808nm激发的NIR-IIa发光强度显著降低，表明肝纤维化减轻，而980nm激发的NIR-IIb信号（1532 nm）增强。因此，比率荧光成像（I1532nm，Ex980nm/I1000-1400nm，Ex808nm）可用于肝纤维化中基于NO气体的治疗的可视化评估。
图4b所示，在肝纤维化小鼠中观察到明显的NIR-IIa荧光信号，NO气体治疗后肝纤维化小鼠的肝脏区域没有明显的NIR-IIa荧光信号，这表明NO气体可以有效逆转肝纤维化。图4c显示，NO气体治疗后，肝脏呈深红色，与健康肝脏相似。这些发现表明，作者开发的纳米探针可用于肝纤维化的非侵入性早期检测和NO气体治疗过程的比率可视化。
综上所述，本文开发了一种智能NIR-II比例成像和NO释放纳米平台LnNRs@mSiO2-，用于实时监测肝纤维化和原位可视化NO气体疗法。研究表明，纤维化小鼠肝脏中增强的NIR-IIa荧光信号可用于肝纤维化的非侵入性早期检测。此外，980 nm激光触发的NO气体疗法对肝纤维化表现出显著的治疗效果，可以缓解和逆转肝纤维化。重要的是，成功进行了 NO 治疗过程的体内NIR-II 比率成像，为可视化 NO 气体对肝纤维化的影响提供了一种高度准确、灵敏和创新的方法。因此，我们的研究结果为实现治疗结果的实时预测和高特异性和灵敏度的精确肝纤维化治疗提供了机会。
参考文献
Jiang, M.; Ma, Q.; Huang, J.; Bi, S.; Zeng, S., NIR-II emissive nanoprobe for non-invasive monitoring of liver fibrosis and in-situ ratiometric visualization of NO gas-based therapy process. Chemical Engineering Journal 2023, 475.
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