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AM:穿透3厘米——AIE近红外化学发光材料用于深部组织成像

2020-10-16 11:37:49浏览:737来源:MaterialsViews   
 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。

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,并且利用表面活性剂F127包裹TBL制备得到了稳定的TBL纳米颗粒,不同活性氧 (reactiveoxygen species, ROS) 氧化测试对比表明次氯酸根或单线态氧可以极大提高TBL纳米颗粒的化学发光强度,并且TBL纳米颗粒可用于对单线态氧的定量检测,表明TBL纳米颗粒在ROS的分析检测和生物体内成像领域具有潜在的应用前景。

       近红外化学发光组织穿透深度测试表明TBL纳米颗粒可以有效穿透3cm厚度培根组织,而荧光很难穿透3mm厚度培根组织,并且化学发光强度与单线态氧浓度成正比, 与Luminol蓝色化学发光对比表明近红外化学发光可以更有效的穿透生物组织。此外,研究者将近红外化学发光拓展至生物体内活性氧的检测及成像。外源性单线态氧检测实验表明近红外化学发光时长超过1小时并且具有很高的信噪比。生物体内大量累积的ROS会对蛋白质及DNA造成损伤,严重时会引发癌症。TBL纳米颗粒可以有效检测出肿瘤组织区域高浓度的ROS,体现出在肿瘤诊断和化学发光引导的手术治疗领域的良好潜在应用前景。相关论文发表在Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.202004685)。

(责任编辑:小编)
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