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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装修材料应用于长光波长NIR-II的总的积食草动物活体荧光成相

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. 有着强吸收的作用和高饱和度度的NIR-II AIE大分子简答组装流水线成高稳定性高的纳米技术顆粒

因AIE微米粒子兼备很宽的导弹光谱分析依据，做者探索了与众不同k线（900, 1000, 1100, 1200 nm不低于）的荧光特征参数（图3）。虽荧光量子产出率如今k线的红移而削减，脑袋毛细管动脉血官壁影像的区间判断率和信噪比却如今k线依据的红移而显然提供，即巧用1200 nm不低于的的部分放光能够推动好的影像治疗效果。这核心是因生物工程机构的散射如今主光波长的红移而及时削减构成的。做者进一点探索了大鼠脑毛细管动脉血官壁的长主光波长NIR-II（>1200 nm）荧光影像（图4）。尾动脉血官打瘦脸针AIE微米粒子至大鼠身体内部后在793 nm光激起下，巧用NIR-II荧光显微影像控制系统收获了高评测度的大鼠脑毛细管动脉血官壁NIR-II荧光影像，在700 µm广度已经能够清洗地探测到网套直径约为9.1 µm的毛细管毛细管动脉血官壁，是近些年大鼠脑袋毛细管动脉血官壁造影的数据。

图3. 有所差异k线依据的大鼠头部心血管三维成像数据对比性

图4.大鼠大脑不同的长度与大角度脑血官的活体长吸光度NIR-II荧光显微影像

编辑进一部创立了大鼠的脑卒中建模，即在大鼠颈冠脉内放置线栓，引起头颈部冠脉內膜的直接损伤，以致使该地域血细胞还是流动性遭受发展方向，提高血凝控制系统有利于血细胞的凝集而无复流血液构成血栓。编辑再生利用NIR-II荧光显微三维激光散斑及时探测了大鼠脑卒中的构成步骤，并对血栓构成前后轮的一模一样个脑血液板块展开NIR-II荧光三维激光散斑并展开价格对比，需要强烈地了解到血栓的地方（图5）。该效果反映NIR-II AIE的原材料需要**地探测大生物颅内病毒的前面构成和发展方向步骤。