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我院教师与中科院、南方医科大学合作者在国际期刊《Nano Today》发表近红外二区荧光成像研究论文

发布时间:2021-05-26 10:36 来源: 点击量:

深圳技术大学健康与环境工程学院与中科院分子影像重点实验室、南方医科大学珠江医院展开合作研究,构建合成了三谱段新型近红外二区(1000-1700nm)荧光纳米探针。利用该探针实现了小动物活体多谱段、多功能生物成像应用。相关研究结果于近期发表在中科院工程技术类top期刊Nano Today(SCIIF:16.907,中科院一区),题目为“In vivo multifunctional fluorescence imaging using liposome-coated lanthanide nanoparticles in near-infrared-II/IIa/IIb windows”。

近红外二区荧光成像是近年来快速发展的一种新型光学成像技术,与可见光(400-700nm)和传统近红外一区(700-900nm)成像相比,近红外二区荧光具有更高的组织穿透能力,更低的光子散射和光子吸收,这有利于进一步提高生物成像的信噪比,成像灵敏度和分辨率。本研究合成了一种新型近红外二区多谱段荧光探针,该探针在808nm激光激发下,可同时发射三种不同谱段的荧光信号,包括1,000-1,100 nm (NIR-II),1,300-1,350 nm (NIR-IIa), 1,500-1,700 nm (NIR-IIb),并且利用该新型探针实现了小动物水平的一系列生物成像应用(图1)。纳米探针的生物相容性和快速排泄出体外的能力是其生物医学转化应用的重要内容。本研究通过脂质体修饰镧系纳米颗粒,促进其快速从肝脾系统排泄(图2a,b),减少了纳米颗粒在体内滞留而引起的生物毒性。在生物应用方面,棕色脂肪组织是重要的代谢器官,在对抗肥胖,II型糖尿病等代谢疾病上具有重要价值。本研究实现了棕色脂肪组织二区活体荧光成像,为促进棕色脂肪组织靶向荧光探针的活体应用提供了新的策略(图2c);同时也实现了肠系膜血管在体多谱段成像,结果显示随着成像波长的增加,成像分辨率和信噪比可得到进一步提高(图2d);此外,利用该探针还实现了小鼠骶淋巴结,腘窝淋巴结的在体定位和荧光图像下引导淋巴结切除(图2e)。

图1.脂质体修饰的镧系稀土纳米颗粒在近红外二区多谱段和多功能生物应用示意图。

图2 新型近红外二区探针NPs@lips的多谱段多功能活体成像和应用。a,NPs@lips的肝脏代谢半衰期;b,NPs@lips的脾脏代谢半衰期探;c,肩胛间区棕色脂肪组织二区荧光成像;d,肠系膜血管近红外二区三个谱段的荧光成像;e,淋巴结的二区荧光成像定位和引导切除。

南方医科大学珠江医院博士生杨俊莹、深圳技术大学和树庆副教授、中科院分子影像重点实验室胡振华研究员作为并列第一作者,胡振华研究员、南方医科大学珠江医院方驰华教授和分子影像重点实验室/北航-首医大数据精准医疗高精尖创新中心田捷研究员作为并列通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金委、国家科技部、北京市科委、中国科学院、广东省自然基金、深圳市科创委、深圳技术大学新进人才启动基金等项目的资助。

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