化學(xué)系張凡教授課題組利用近紅外二區(qū)比率熒光探針實(shí)現(xiàn)活體高分辨成像
近日，復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系張凡課題組設(shè)計(jì)了一個(gè)近紅外二區(qū)比率型次氯酸熒光探針，實(shí)現(xiàn)了活體小動(dòng)物淋巴炎癥的高分辨率熒光成像，為相關(guān)領(lǐng)域的研究提供了新的思路。相關(guān)研究論文“In Vivo High-resolution Ratiometric Fluorescence Imaging of Inflammation Using NIR-II Nanoprobes with 1550 nm Emission”在線發(fā)表于《納米快報(bào)》（Nano Letters，2019, 19(4), 2418-2427）。張凡課題組的博士生王尚風(fēng)為論文第一作者。
比率型熒光探針利用了傳感和自校準(zhǔn)相結(jié)合的雙熒光信號(hào)，可以提供更精確可靠的傳感信息，如今已被成功用在了對(duì)離體狀態(tài)下細(xì)胞內(nèi)鈣離子、pH、蛋白質(zhì)和DNA等時(shí)空分布信息的精確測(cè)量。但是對(duì)于活體光學(xué)傳感分析，光散射和自發(fā)熒光干擾問(wèn)題限制了當(dāng)前比率熒光成像的分辨率和傳感分析的精度。1500-1700 nm的光學(xué)波長(zhǎng)區(qū)間在組織內(nèi)具有極低的散射和幾乎為0的自發(fā)熒光背景，代表了當(dāng)前最高分辨率的成像窗口，但是迄今為止還無(wú)法實(shí)現(xiàn)這一光學(xué)波段內(nèi)比率熒光檢測(cè)，從而限制了活體光學(xué)成像傳感分析的檢測(cè)效果。
針對(duì)上述問(wèn)題，張凡教授研究團(tuán)隊(duì)利用稀土離子與有機(jī)熒光染料之間的吸收競(jìng)爭(zhēng)作用機(jī)制成功構(gòu)建了首個(gè)1550 nm比率熒光探針。該探針可在808 nm和980 nm的雙波長(zhǎng)激發(fā)下表現(xiàn)出對(duì)炎癥組織內(nèi)過(guò)量生成的次氯酸快速、靈敏且線性的1550 nm比率熒光響應(yīng)。該探針構(gòu)建策略將稀土發(fā)光的特點(diǎn) （例如窄吸收發(fā)射，大斯托克斯位移，豐富的光譜組合等）和二區(qū)熒光染料探針進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，從而在近紅外二區(qū)的多重檢測(cè)分析中表現(xiàn)出極大的應(yīng)用潛力。除此之外，研究團(tuán)隊(duì)還利用模擬組織成像對(duì)近紅外二區(qū)比率熒光分辨率的波長(zhǎng)依賴(lài)規(guī)律進(jìn)行了深入揭示，結(jié)果顯示1550 nm比率熒光成像的分辨率大幅提高。利用該探針，研究團(tuán)隊(duì)成功觀察到了脂多糖誘導(dǎo)的淋巴結(jié)和淋巴脈管的炎癥進(jìn)展。
該工作得到了復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系、聚合物分子工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、上海市分子催化與功能材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金杰出青年基金、上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)重點(diǎn)基礎(chǔ)研究項(xiàng)目的大力支持。
全文鏈接：https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.nanolett.8b05148
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