近紅外二區(qū)熒光壽命成像技術(shù)用于原位肝腫瘤檢測
? ? ? ?近日，張凡教授研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)筑了腫瘤微環(huán)境響應(yīng)的近紅外二區(qū)稀土發(fā)光納米顆粒-染料F?rster能量共振轉(zhuǎn)移（FRET）體系，利用近紅外二區(qū)熒光壽命成像手段對小鼠原位肝腫瘤進(jìn)行了精準(zhǔn)檢測，有望為活體深組織熒光成像檢測研究提供新的思路。相關(guān)研究論文“A Tumor-Microenvironment-Responsive Lanthanide-Cyanine FRET Sensor for NIR-II Luminescence-Lifetime In Situ Imaging of Hepatocellular Carcinoma”在線發(fā)表于《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）。張凡教授課題組的博士生趙夢瑤與已畢業(yè)博士生李本浩為論文共同第一作者。 ?
? ? ? ?稀土摻雜近紅外二區(qū)下轉(zhuǎn)換納米顆粒作為成像造影劑，被廣泛應(yīng)用于生物體熒光成像、檢測等領(lǐng)域。然而，在熒光信號穿透生物組織的過程中，會因組織吸收與散射發(fā)生不可避免的熒光信號強(qiáng)度衰減。這為熒光成像的定性、定量檢測帶來了極大困擾。同時，靜脈注射的納米顆粒會大量被肝臟捕獲，造成極高的熒光強(qiáng)度背景信號，這進(jìn)一步提高了肝臟相關(guān)腫瘤的檢測難度。
? ? ? ?針對目前存在的問題，張凡教授團(tuán)隊(duì)提出了基于熒光壽命成像手段對原位肝腫瘤進(jìn)行精準(zhǔn)檢測。作者構(gòu)筑了以近紅外二區(qū)發(fā)光的釹摻雜稀土納米顆粒作為能量供體，針對腫瘤微環(huán)境中活性氮物種響應(yīng)的染料MY-1057作為能量受體。探針的熒光壽命由表面MY-1057受體數(shù)量決定，并且在腫瘤微環(huán)境活性氮物種存在下熒光壽命發(fā)生線性恢復(fù)。值得關(guān)注的是，與熒光強(qiáng)度恢復(fù)曲線不同，熒光壽命恢復(fù)曲線在不同模擬組織穿透深度下保持高度一致。因此，熒光壽命探針可對腫瘤微環(huán)境中活性氮物種進(jìn)行定量檢測。相比于低信噪比的熒光強(qiáng)度成像，熒光壽命成像可準(zhǔn)確地將肝臟腫瘤與正常肝組織區(qū)分開，其結(jié)果與臨床標(biāo)準(zhǔn)磁共振成像以及解剖結(jié)果高度吻合。這種基于熒光壽命成像的肝腫瘤原位檢測新技術(shù)可被廣泛推廣至其他活體內(nèi)生物活性物質(zhì)的定性、定量檢測。
圖1. （a）熒光壽命探針結(jié)構(gòu)示意圖。（b）熒光壽命探針響應(yīng)腫瘤微環(huán)境中活性氮物種的壽命變化示意圖。（c）熒光壽命成像精準(zhǔn)檢測原位肝腫瘤。
? ? ? ?該工作得到了復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系、聚合物工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、復(fù)旦大學(xué)先進(jìn)材料實(shí)驗(yàn)室、國家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年基金、上海市科學(xué)技術(shù)委員會重點(diǎn)基礎(chǔ)研究項(xiàng)目的大力支持。
? ? ? ?該論文作者為：Mengyao Zhao+, Benhao Li+, Yifan Wu, Haisheng He, Xinyan Zhu, Hongxin Zhang, Chaoran Dou, Lishuai Feng, Yong Fan, Fan Zhang*
?全文鏈接：?https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202001172
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