p-FE近紅外二區熒光探針

摘要：

熒光生物成像系統在近紅外二區生物窗口(NIR-II, 1000-1700 nm)中顯示了高空間分辨率、低背景和深層組織穿透的前景，這是因為低自發熒光和**了長波光子的散射?？蒲腥藛T開發了一種明亮的有機納米熒光團（命名為p-FE），用于NIR-II窗口中的高性能生物成像。p-FE明亮的NIR-II>1100 nm熒光發射提供了對小鼠腦血管內血流的無創體內跟蹤。令人興奮的是，p-FE能夠實現固定小鼠腦組織中血管的單光子三維（3D）共焦成像，逐層成像深度高達1.3 mm，空間分辨率低于10μm。我們還利用p-FE作為血管成像劑，在NIR-II窗口中進行活體雙色熒光成像，其發射波長在1100和1300 nm之間，單壁碳納米管（CNT）發射波長在1500 nm以上以突出小鼠。

p-FE的應用方向：生物醫學

動態光散射 (DLS) 分析顯示p-FE表現出以~12 nm 為中心的流體動力學直徑，形成適合體內生物成像的納米熒光團（下圖）。

p-FE 在 PBS、FBS 和細胞培養基中表現出的溶解性（p-FE 的濃度在 PBS、FBS 和細胞培養基中分散時可以達到 1000 mg mL -1甚至更高，足以用于生物應用）。溶液中的 p-FE 納米熒光團也顯示出高光穩定性，在 808 nm 激光激發下，吸收峰為 ~774 nm，發射范圍為 1000 至 1350 nm（峰值 ~1010 nm）。

p-FE 在NIR-II 窗口中的單光子 3D 共焦成像

由于p-FE 的高 QY，我們成功地使用離體共聚焦成像來破譯浸入甘油的固定小鼠腦組織中的 3D 脈管系統，通過在緊密聚焦的 785 nm 激光的激發下收集 1100 nm 以上的熒光（見方法詳解）。解析了在腦組織中深度達 1.3 毫米、直徑表觀寬度為 5-7 微米的小血管。這是一個光子技術深三維熒光顯微鏡。

綜述：

總之，我們通過將疏水染料Fe封裝到兩親性基質中，開發了一種明亮的有機NIR-II納米熒光團 (p-FE)，其流體動力學尺寸約為12 nm。嘗試將IR-FE包裹到兩親高分子基底中得到高亮度且生物相容的染料。兩親性的PEG嫁接聚苯乙烯（PS-g-PEG）被合成，它可以通過自組裝將IR-FE包裹起來，形成p-FE納米染料。PS中心具有甲苯溶解IR-FE的微環境從而保持高QY，向外伸展的PEG側鏈則可提供水溶性及生物相容性。基于p-FE的高QY，成功實現了曝光時間只需2ms的無創超快小鼠腦部血流的NIR-II成像。

已發表文章：

Nat Commun 9, 1171 (2018)

原文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41467-018-03505-4

本文科研涉及材料：

CAS126213-50-1；3,4-乙烯二氧噻吩；簡稱EDOT

PS聚苯乙烯

PS-g-PEG polymer 聚苯乙烯-g-聚乙二醇

IR26熒光染料

carbon nanotubes (CNTs) 碳納米管

CH1055熒光染料

甲酚紫；CAS10510-54-0

抗CD68抗體

小編zhn2021.11.11