唐本忠院士/罗亮教授《AM》:穿透3厘米!AIE近红外化学发光材料用于深部组织成像 | 前沿用户报道
01
荧光成像由于具有高灵敏性和分辨率的优点被广泛应用于生物组织实时成像,然而其组织穿透深度受到激发光穿透深度有限的限制和生物组织背景荧光的干扰。由于无需外源激发光照射,化学发光材料在深度组织穿透成像领域具有潜在的优势。Luminol作为常用的化学发光团被广泛应用于分析检测领域,但是其蓝色化学发光的组织穿透能力差,因此开发近红外化学发光材料在深度组织成像领域具有重要意义。
化学发光通常来源于化学反应的产物或者通过能量转移至荧光染料受体,因此提高化学反应产物或荧光受体的荧光量子产率可以有效提升化学发光量子产率。传统荧光染料聚集时由于分子间强烈的p-p作用往往会导致荧光猝灭,而具有聚集诱导发光(aggregation-induced emission, AIE)效应的荧光材料在聚集时会发出强烈荧光,被广泛应用于生物组织成像领域。
02
近期,香港科技大学唐本忠院士团队与华中科技大学罗亮教授团队合作开发了具有聚集诱导发光(AIE)效应的近红外化学发光材料TBL(图1),其近红外化学发光可以穿透3厘米厚度的生物组织,并且能够区分肿瘤组织和正常组织,在深部生物组织成像、原位癌症诊断和手术治疗领域都体现出良好的潜在应用前景。
图1、(A) TBL化学发光机理, (B) TBL纳米颗粒制备示意图。
图2、(A-B) TBL在H2O/DMSO溶液中的荧光光谱,
(C) TBL纳米颗粒稳定性测试,
(D) TBL纳米颗粒的荧光和化学发光光谱,
(E) 不同ROS氧化条件下近红外化学发光强度对比,
(D) 定量检测单线态氧。
、
图3、(A) 近红外化学发光组织深度成像和荧光成像,
(B) 单线态氧浓度逐渐增加时近红外化学发光图,
(C) 鲁米诺和TBL纳米颗粒化学发光成像对比。
图4、(A-B) 小鼠体内近红外化学发光成像;
(C-D) TBL纳米颗粒区分正常组织和肿瘤组织成像;
(E) 注射TBL纳米颗粒后小鼠体重变化。
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