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p-FE作为近红外二区荧光探针（发射波长在1100和1300 nm之间）用于活体双色荧光成像

发布时间：2021-11-11 作者：zhn 分享到：

p-FE近红外二区荧光探针

摘要：

荧光生物成像系统在近红外二区生物窗口(NIR-II, 1000-1700 nm)中显示了高空间分辨率、低背景和深层组织穿透的前景，这是因为低自发荧光和**了长波光子的散射。科研人员开发了一种明亮的有机纳米荧光团（命名为p-FE），用于NIR-II窗口中的高性能生物成像。p-FE明亮的NIR-II>1100 nm荧光发射提供了对小鼠脑血管内血流的无创体内跟踪。令人兴奋的是，p-FE能够实现固定小鼠脑组织中血管的单光子三维（3D）共焦成像，逐层成像深度高达1.3 mm，空间分辨率低于10µm。我们还利用p-FE作为血管成像剂，在NIR-II窗口中进行活体双色荧光成像，其发射波长在1100和1300 nm之间，单壁碳纳米管（CNT）发射波长在1500 nm以上以突出小鼠。

p-FE的应用方向：生物医学

动态光散射 (DLS) 分析显示p-FE表现出以~12 nm 为中心的流体动力学直径，形成适合体内生物成像的纳米荧光团（下图）。

p-FE 在 PBS、FBS 和细胞培养基中表现出的溶解性（p-FE 的浓度在 PBS、FBS 和细胞培养基中分散时可以达到 1000 mg mL -1甚至更高，足以用于生物应用）。溶液中的 p-FE 纳米荧光团也显示出高光稳定性，在 808 nm 激光激发下，吸收峰为 ~774 nm，发射范围为 1000 至 1350 nm（峰值 ~1010 nm）。

p-FE 在NIR-II 窗口中的单光子 3D 共焦成像

由于p-FE 的高 QY，我们成功地使用离体共聚焦成像来破译浸入甘油的固定小鼠脑组织中的 3D 脉管系统，通过在紧密聚焦的 785 nm 激光的激发下收集 1100 nm 以上的荧光（见方法详解）。解析了在脑组织中深度达 1.3 毫米、直径表观宽度为 5-7 微米的小血管。这是一个光子技术深三维荧光显微镜。

综述：

总之，我们通过将疏水染料Fe封装到两亲性基质中，开发了一种明亮的有机NIR-II纳米荧光团 (p-FE)，其流体动力学尺寸约为12 nm。尝试将IR-FE包裹到两亲高分子基底中得到高亮度且生物相容的染料。两亲性的PEG嫁接聚苯乙烯（PS-g-PEG）被合成，它可以通过自组装将IR-FE包裹起来，形成p-FE纳米染料。PS中心具有甲苯溶解IR-FE的微环境从而保持高QY，向外伸展的PEG侧链则可提供水溶性及生物相容性。基于p-FE的高QY，成功实现了曝光时间只需2ms的无创超快小鼠脑部血流的NIR-II成像。