《Nature Materials》發(fā)表洪學(xué)傳教授課題組合作研究成果
11月23日，國(guó)際著名學(xué)術(shù)刊物《自然?材料》（《Nature Materials》，IF＝36.5）在線發(fā)表了武漢大學(xué)藥學(xué)院洪學(xué)傳教授課題組與斯坦福大學(xué)分子影像中心程震教授、斯坦福大學(xué)化學(xué)系戴宏杰教授課題組合作的近紅外二區(qū)（NIR－II）小分子熒光染料研究成果（A small-molecule dye for NIR-II imaging, Nature Materials, 2015, doi:10.1038/nmat4476. )。武漢大學(xué)為論文第一署名單位，我校與斯坦福大學(xué)合作培養(yǎng)的博士生Alexander L. Antaris、藥學(xué)院2011級(jí)博士生（我校首屆跨學(xué)科培養(yǎng)博士生）陳浩為論文共第一作者。
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熒光成像技術(shù)廣泛的應(yīng)用于生物研究，臨床上也用其區(qū)分正常組織與病變組織以指導(dǎo)外科手術(shù)切除。它在癌癥腫瘤前哨淋巴結(jié)標(biāo)記，腫瘤（如乳腺癌、頭頸部癌癥、腦膠質(zhì)瘤）及壞死組織手術(shù)切除等方面有著廣泛的應(yīng)用。目前研究和臨床常用的為近紅外一區(qū)（NIR-I，發(fā)射譜在650-950 n）的熒光染料如吲哚青綠等（Indocyanine Green，ICG）。相對(duì)于普通可見光和NIR-I熒光成像技術(shù)，近紅外二區(qū)（NIR-II）熒光成像激發(fā)波長(zhǎng)和發(fā)射波長(zhǎng)（1000nm～1700nm）更長(zhǎng)，可顯著降低光在穿透生物組織中的散射現(xiàn)象，加上其光子自身組織吸收少，引起自熒光效應(yīng)低等特點(diǎn)，所達(dá)到的透射深度更深，空間分辨率更高，可達(dá)約40微米。近年來其已成為國(guó)際研究活體熒光成像的最新熱點(diǎn)方向。
本研究首次成功設(shè)計(jì)合成得到了一種可用于標(biāo)記多種生物分子、可被生物代謝的NIR-II熒光小分子染料CH1055。與常規(guī)的NIR-1染料ICG相比，CH1055具有NIR-II熒光成像透射深度深、分辨率高的特點(diǎn)（圖1）；其在前哨淋巴結(jié)、深度腫瘤成像的效果也大大優(yōu)于ICG（圖2）。在高對(duì)比度的熒光成像指導(dǎo)下，本研究也首次實(shí)施了NIR-II熒光成像指導(dǎo)下的小鼠皮下腫瘤切除手術(shù)（圖3）。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果展示出CH1055染料和NIR-II熒光成像技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域巨大的應(yīng)用潛力。該平臺(tái)分子可用于各種基于NIR-II的分析測(cè)試、體外診斷和體內(nèi)分子影像。而且由于其高生物相容性，相比以前基于稀土元素納米材料、碳納米管、量子點(diǎn)、有機(jī)聚合物等NIR-II材料，CH1055顯示了向臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用的巨大可能性。
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圖1：活體大鼠血管ICG（NIR-I）與CH1055-PEG（NIR-II）熒光成像對(duì)比。(a) 實(shí)驗(yàn)用SD大鼠與傳統(tǒng)熒光成像所用小鼠體積對(duì)比；（b）和（c）ICG與CH055-PEG大鼠腦部血管成像對(duì)比；（d）ICG大鼠后肢NIR-I熒光成像（e，f分別為d圖右上及左下紅色虛線框圖片放大；（g）CH1055-PEG大鼠后肢NIR-II熒光成像（h，f分別為g圖右上及左下紅色虛線框圖片放大）
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圖2：活體小鼠前哨淋巴結(jié)、淋巴管、腫瘤ICG與CH1055-PEG熒光成像對(duì)比。（a）實(shí)驗(yàn)用小鼠，綠色箭頭部位為ICG和CH1055-PEG皮下注射部位，黑色虛線框?yàn)槌上駞^(qū)域；（b）（c）ICG和CH1055-PEG前哨淋巴結(jié)，淋巴管成像。綠色星號(hào)為腫瘤所在部位，可以發(fā)現(xiàn)CH1055-PEG能成像腫瘤，將ICG換為ICG-PEG后成像效果與ICG類似，不能成像腫瘤；(d)小鼠腦原位膠質(zhì)瘤模型示意圖；（e）（f）尾靜脈注射CH1055-PEG后6h，24h 小鼠腦部NIR-II熒光成像結(jié)果。
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圖3：NIR-II熒光成像指導(dǎo)下的小鼠皮下腫瘤切除手術(shù)。（a）（b）（c）（d）為在線NIR-II熒光成像手術(shù)過程圖像；（a’）（b’）（c’）（d’）為可見光手術(shù)過程圖像。
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