
本文要点:近红外二区(NIR-II)荧光成像是近年来发展起来的一种新型体内成像技术,具有穿透深度深、空间分辨率高、成像速度快等优点。该技术与在NIR-II窗口中的发光的荧光团相结合,可应用于肿瘤成像、引导手术和药理学疗效评估等众多研究,在生物医学领域具有巨大潜力。 半导体聚合物(SP)是最近开发的一类性能优异的NIR-II荧光团,具有强大的光捕获能力、光学性能的灵活可调性、优异的生物相容性以及新功能引入的可能性。然而,目前的SP还存在着分子量和结构不明确,体内代谢缓慢等问题。其中,(SO)是一类由π-共轭支架组成的小分子,通过碳-碳偶联反应合成。SO除了有一般SP的优点外,还具有较好的光稳定性,并且由于分子量较小,易于在体内代谢,在各种生物医学研究中具有良好的应用前景。
发布时间: 2023-11-02 11:30

本文要点:近红外二区(NIR-II)荧光成像具有深组织穿透能力、高空间分辨率和信噪比等优点,在癌症成像中显示出巨大的前景。在众多的NIR-II荧光探针中,菁染料由于其良好的生物相容性和高NIR-II荧光量子产率而越来越受到人们的关注。然而,大多数市售NIR-II荧光菁染料的肿瘤靶向能力低,不适用于癌症成像。因此,迫切需要设计新型NIR-II荧光菁染料,以进一步促进其在癌症成像中的临床应用。
发布时间: 2023-10-25 10:54

本文要点:半导体聚合物点(Pdots)具有优异的光稳定性、高单颗粒亮度、良好的生物相容性,是一类有广阔应用前景的荧光探针。但目前已报道的具有NIR-II发射的Pdots仍需要进一步优化以改善包括吸收截面和荧光量子产率(QY)等方面的光学性质。 供体-受体-供体(D-A-D)荧光团作为近年来被广泛研究的NIR-II发射体,展现出许多优越的性质,但其发射性通常会由于聚集诱导猝灭(aggregation-induced quenching, ACQ)效应而降低。为了提高NIR-II发射纳米颗粒的QY,D-A-D荧光团通常与分子内可旋转单元连接,以减少聚集诱导的猝灭。然而,这样的单元通常会导致分子骨架扭曲,影响D-A-D单元内的偶联,并因此降低吸收。
发布时间: 2023-10-17 18:08

本文要点:多重荧光成像主要应用于细胞成像,NIR区域的多色荧光成像能够可视化体内的各种生物过程,适用于机制研究、疾病诊断和成像引导手术,可提供体外成像无法获得的信息。传统上,多重荧光成像可以通过使用共同激发波长、不同检测通道,然后进行光谱分解来完成。然而,由于NIR区域的分辨率和对比度各异,每个检测通道的分辨率将有显著差异。可以通过多路复用激发和单通道检测以避免该问题,使所有窗口具有一致的分辨率和对比度。为了实现多路复用成像,非常需要具有良好间隔的吸收和发射光谱的NIR-II荧光探针相互匹配,可以用单独的激发波长激发并在相同的NIR-II发射波长中检测。
发布时间: 2023-10-09 13:48

研究内容:近红外二区(NIR-II)窗口的荧光成像在研究血管结构和血管生成方面引起了人们的极大兴趣,为早期疾病的精确诊断提供了有价值的信息。然而,由于荧光团的强光子散射和低荧光亮度,对深层组织中的小血管成像仍然具有挑战性。本文描述了作者在荧光探针设计和图像算法开发方面的共同努力。首先,使用聚合物共混策略来调节大型刚性NIR-II半导体聚合物的链堆积行为,以产生紧凑明亮的聚合物点(Pdots),这是小血管体内荧光成像的先决条件。进一步开发了一种稳健的Hessian矩阵方法来增强血管结构的图像对比度,特别是小血管和弱荧光血管。与原始图像相比,在全身小鼠成像中获得的增强的血管图像在信噪比(SBR)方面表现出超过一个数量级的改善。利用明亮的Pdots和Hessian矩阵方法,作者最终进行了颅骨NIR-II荧光成像,并在携带脑肿瘤的小鼠和大鼠模型中获得了高对比度的脑血管系统。Pdots探针开发和成像算法增强的研究为深层组织的NIR-II荧光血管成像提供了一种很有前景的方法。
发布时间: 2023-09-26 11:27

本文要点:大多数动脉粥样硬化血栓事件(例如,脑或心肌梗死)通常是由颈动脉斑块破裂或侵蚀引起的,因此迫切需要评估斑块的脆弱性并预测不良脑血管事件。然而,由于没有足够的空间分辨率来基于大多数报道的荧光探针对颈动脉进行成像,因此监测细长颈动脉中从稳定斑块到危及生命的高危斑块的演变是一个巨大的挑战。
发布时间: 2023-09-20 10:27

本文要点:高质量的近红外二区(NIR-II)纳米探针可用于检测疾病、监测治疗过程和了解疾病发展,对实时生物成像和医学诊断具有重要意义。菁是构建可激活探针的一类重要荧光团,基于菁的NIR-II荧光团往往具有优异的光学性能、简单的合成方法和极高的吸收,然而其生物学应用却受到包括水溶液中呈弱荧光、稳定性差和特异性不足等缺点的阻碍。 本文采用分子工程开发了具有明亮、稳定发射和高特异性的基于菁的可激活NIR-II纳米平台。采用聚(苯乙烯-马来酸酐)(PSMA)封装NIR-II荧光分子IR1048,以获得稳定明亮的NIR-II纳米颗粒(PSMA@IR1048 NP)。通过电荷调制策略,将一系列菁荧光团负载在PSMA@IR1048 NP上,对活性物质表现出可调响应。结合两种策略,构建了NIR-II比率型荧光纳米探针RNP,包括RNP1、RNP2和RNP3;其中,RNP2表现出次氯酸(HClO)响应性能,并产生更高的NIR-II荧光比(FL2/FL1)信号。这种纳米探针能够可靠地报告糖尿病肝损伤和下肢缺血再灌注(I/R)损伤小鼠模型中的病理性HClO水平。为构建用于生物成像的稳定、明亮和特异的基于菁的NIR-II探针提供了策略。
发布时间: 2023-09-12 09:45

本文要点:与荧光成像的经典光谱范围(低于900 nm)相比,近红外二区(NIR-II,900-1880 nm)窗口具有中等的光吸收、较少的光子散射和最小化的组织自发荧光,为活体深度信号的高保真检测提供了潜在的可能。然而,NIR-II荧光团的有限信号和散射光子引起的强背景使在深部组织受到干扰的情况下进行体内高对比度荧光成像仍然具有挑战性。为了实现具有更高对比度的深度生物成像,有必要在明亮的染料和背景抑制的成像窗口之间进行匹配,以实现更高性能的NIR-II荧光成像。
发布时间: 2023-09-05 09:54

本文要点:近年来,已经有一些关于具有SWIR区域吸收的染料的报道。然而,由于缺乏有效的荧光猝灭机制,基于这些SWIR染料的探针设计仍然很困难。本研究发现,利用对称性破缺电荷转移是一种开发具有SWIR荧光团的探针的可行方法。同源荧光共振能量转移(homo fluorescence resonance energy transfer, homo-FRET)是一种两个具有吸收/发射光谱串扰的相同荧光团分子间的长距离偶极-偶极荧光猝灭机制。由于缺乏热力学驱动力,且对两个荧光团之间的距离和取向要求严格,它并不是一种特别强的猝灭机制。当两个分子接近形成刚性二聚体时,一种称为对称性破缺电荷转移(symmetry-breaking charge-transfer, SBCT)的短距离超快分子内电子耦合便可起作用,将发射振动弛豫激发态转移到一种新的、能量较低的电荷转移态(通常是暗态)。
发布时间: 2023-08-30 14:19