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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素材应用于长吸光度NIR-II的基本积猎物活体荧光成相

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. 兼具强汲取和高色彩饱和度度的NIR-II AIE氧分子十分安装成高不稳的纳米技术颗粒肥料

可能AIEnm颗料体现了很宽的火箭发射光谱分析范围内之内，我探析了各种k线（900, 1000, 1100, 1200 nm综上所述）的荧光性（图3）。而是荧光量子成品率因为k线的红移而大幅度降底，脑干心动脉淋巴管壁激光散斑的服务器辨别率和信噪比却因为k线范围内之内的红移而明星提升，即利于1200 nm综上所述的部件发光字可不可能构建好的激光散斑最终。这最主要是可能海洋生物组建的散射因为吸光度的红移而急剧大幅度降底容易造成的。我进第一步探析了大鼠脑心动脉淋巴管壁的长吸光度NIR-II（>1200 nm）荧光激光散斑（图4）。尾静脉注塑注塑AIEnm颗料至大鼠内后在793 nm光抑制下，利于NIR-II荧光显微激光散斑机系统获得了了高相对较度的大鼠脑心动脉淋巴管壁NIR-II荧光激光散斑，在700 µm层次己经可不可能精准地气象观测到厚度约为9.1 µm的毛细管心动脉淋巴管壁，是现下大鼠脑干心动脉淋巴管壁造影的最终。

图3. 各不相同k线领域的大鼠颅内动脉血管成相数据进行对比

图4.大鼠大脑不同于淬硬层与大眼光脑血栓的活体长光波波长NIR-II荧光显微三维成像

小说家进步设立了大鼠的脑卒中3d模型，即在大鼠颈主大动脉内倒进线栓，有头颈主大动脉子宫内膜的伤害，行而使该位置域血中纯净水有改变，激活开通凝血功能设计推动小血板的凝集而无复流动静脉产生血栓。小说家利用NIR-II荧光显微成相立即检测了大鼠脑卒中的产生时中，并对血栓产生先后的同样有一个脑动静脉位置使用NIR-II荧光成相并使用差别，需要非常明显地看血栓的脏器（图5）。该结论表明NIR-II AIE的材料需要**地评估大动植物脑袋问题的所以，金星由于这些原因产生和进展时中。

图5. 实时视频监测数据大鼠头部血栓转变成先后的动静脉节构的变化