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
本文要点:在近红外二区范围下进行光热治疗和在NIR-IIb区域荧光成像已成为光疗诊断学中最有前途的技术。它们的组合能够同时实现高分辨率光学成像和深穿透光疗,这对于高性能光疗诊断学至关重要。因NIR-IIb区荧光成像具有低组织自发荧光、较少的光子散射和深组织穿透的优点,故其已经作为一种新型体内荧光成像技术。与其他材料相比,稀土基纳米粒子具有优异的生物相容性和独特的光学特性,近年来已成为高效的 NIR-IIb 成像剂。
发布时间: 2023-08-22 11:32
引言:结直肠癌是目前世界上第三致命的癌症。与传统的宽光筛查内窥镜检查相比,基于分子探针的近红外-II (NIR-II)荧光成像能够有效识别病变靶点,提高图像对比度,提高早期肿瘤检出率。c-Met在CRC晚期过度表达,是一种肿瘤生物标志物。在此,基于克唑替尼(Crizotinib)对c-Met阳性肿瘤细胞的良好靶向抑制作用,染料IR808与药物分子Crizotinib共价结合,从而合成了靶向c-Met阳性肿瘤细胞的近红外荧光探针Crizotinib-IR808。然后,水不溶性Crizotinib-IR808与具有生物相容性和生物安全性良好的牛血清白蛋白纳米粒子(BSA NPs)制备了 Crizotinib-IR808@BSA NPs。Crizotinib-IR808@BSA NPs具有肿瘤靶向能力,可用于无创生物医学血管NIR-II成像和术中实时NIR-II成像,以指导肿瘤切除。在808 nm激光照射下,Crizotinib-IR808 @ BSA NPs对肿瘤表现出协同光疗效应。总之,这种创新的影像介导的多功能联合治疗策略具有良好的c-Met靶向能力,可能成为一种新的治疗结直肠癌的方法。
发布时间: 2023-08-14 13:36
本文要点:本研究首次合成了具有NIR-II激发和发射的肾清除金纳米簇(Au NCs)。使用NIR-II光激发成像可提供深层组织穿透力、高分辨率和高信噪比。此外,开发的Au NCs的量子产率高达1.4-2.0%,比以前的肾可清除NIR-II发射材料高出近10倍。这些显著的优点使Au NCs能够实现高分辨率荧光成像,以及监测由肾缺血再灌注和单侧输尿管梗阻引起的肾功能障碍。本文的研究结果为NIR-II荧光成像提供了新的候选材料,并为肾脏疾病的高分辨率和精确成像提供了强大的工具。
发布时间: 2023-08-08 13:33