文獻(xiàn)解讀 | 對活性物種具有可調(diào)控響應(yīng)的花菁納米平臺，用于小鼠NIR - II比率熒光成像

研究背景

慢性和急性炎癥都會導(dǎo)致相當(dāng)高的發(fā)病率和死亡率，開發(fā)用于體內(nèi)炎癥成像的方法對于早期診斷和后續(xù)治療監(jiān)測是必要的。鑒于光學(xué)成像高靈敏度、高對比度、高分辨率等的優(yōu)勢，越來越多的研究人員開發(fā)光學(xué)成像探針，用于原位、實(shí)時、動態(tài)地可視化感興趣的目標(biāo)物和跟蹤炎癥疾病的發(fā)展過程。

花菁類染料因其具有優(yōu)異的光化學(xué)性能、簡單的合成步驟，被廣泛用于活體炎癥成像。然而，這些基于花菁的熒光團(tuán)在生物醫(yī)學(xué)成像中的應(yīng)用仍然面臨以下限制：聚集誘導(dǎo)猝滅（ACQ）效應(yīng)，花菁染料的熒光被水嚴(yán)重猝滅；生理環(huán)境中活性氧（ROS）會破壞花菁熒光團(tuán)；在激光照射下，染料光穩(wěn)定性差，熒光信號隨著時間的推移而減弱，導(dǎo)致熒光成像的保真度較低。因此，合理設(shè)計(jì)高特異性的花菁熒光探針，以實(shí)現(xiàn)分析物的準(zhǔn)確檢測，對于實(shí)際應(yīng)用及臨床轉(zhuǎn)化至關(guān)重要。

基本信息

英文標(biāo)題：Engineering of cyanine-based nanoplatform with tunable response toward reactive species for ratiometric NIR-II fluorescent imaging in mice（點(diǎn)擊閱讀原文）

中文標(biāo)題：對活性物種具有可調(diào)控響應(yīng)的花菁納米平臺，用于小鼠NIR - II比率熒光成像

發(fā)表期刊：Science Bulletin

影響因子：18.9

作者單位：湖南大學(xué)、湖南省人民醫(yī)院

引用產(chǎn)品：

研究摘要

炎癥性疾病嚴(yán)重威脅著人類的生命健康。氧化應(yīng)激與炎癥關(guān)系密切，相互影響。因此，開發(fā)可視化氧化應(yīng)激水平的光學(xué)探針能為活體炎癥疾病的早期診斷與治療監(jiān)測提供重要手段。湖南大學(xué)張曉兵教授、宋國勝教授和湖南省人民醫(yī)院劉蘇來教授構(gòu)建了一系列基于花菁的高選擇性光學(xué)探針，用于無創(chuàng)、可視化活體炎癥成像。這種納米探針可以可靠地報(bào)告糖尿病肝損傷和下肢缺血再灌注（I/R）損傷小鼠模型中的病理學(xué)HClO水平。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果展示

首先，作者通過表面修飾和電荷調(diào)控結(jié)合的策略，使用納米沉淀法合成了NIR-II熒光納米探針PSMA@IR1048NPs（圖1），然后在PSMA@IR1048NPs納米探針表面負(fù)載了一系列的花菁類熒光團(tuán)，構(gòu)建了NIR-II比率熒光納米探針RNPs（包括RNP1、RNP2和RNP3）。這些探針具有明亮的、高穩(wěn)定性的NIR-II熒光信號并具有可調(diào)的ROS響應(yīng)性能（圖2）。

圖1. PSMA@IR1048NPs的制備與性質(zhì)測試

圖2. RNP1、RNP2和RNP3的合成與光學(xué)性質(zhì)測試

RNP2在808 nm（FL1）和980 nm（FL2）激發(fā)下表現(xiàn)出較強(qiáng)的NIR-II比率熒光信號，能夠快速評估糖尿病小鼠模型中的HClO水平，以區(qū)分糖尿病小鼠和健康小鼠，比金標(biāo)準(zhǔn)（葡萄糖耐量試驗(yàn)）早6天（圖3）。此外，RNP2能夠特異性檢測小鼠下肢缺血再灌注（I/R）損傷模型中的HClO，可以區(qū)分炎癥和正常組織（圖4）。

圖3. 糖尿病小鼠模型的構(gòu)建與活體成像圖

圖4. RNP2用于下肢缺血再灌注（I/R）小鼠的成像圖‘

研究結(jié)論

該論文致力于構(gòu)建基于花菁的高選擇性光學(xué)探針及在可視化活體炎癥氧化應(yīng)激水平的應(yīng)用研究，以目前花菁類染料在水溶液中的熒光較弱、穩(wěn)定性差、特異性不足等局限性為切入點(diǎn)，構(gòu)建了明亮的、高穩(wěn)定性的 NIR-II 比率熒光納米探針，為活體炎癥疾病的早期診斷與治療監(jiān)測提供重要手段。