Tintes estables, brillantes y de larga vida fluorescente para bioimágenes de infrarrojo profundo

Área de la Ciencia:

• Química orgánica
• Imágenes biomédicas
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• Los fluoróforos del infrarrojo cercano (NIR) más allá de 800 nm son cruciales para las aplicaciones biomédicas de tejidos profundos.
• Los tintes de rodamina de silicio existentes se limitan a la región espectral roja.
• El diseño racional de fluoróforos de infrarrojos profundos con las propiedades deseadas sigue siendo un desafío.

Objetivo del estudio:

• Sintetizar y caracterizar nuevos tintes de rodamina bis-benzanulados sustituidos por silicio para la obtención de imágenes biológicas NIR profundas.
• Evaluar sus propiedades fotofísicas, su estabilidad, su toxicidad y sus capacidades de obtención de imágenes in vivo.

Principales métodos:

• Se utilizó una síntesis en cascada de cinco pasos para preparar cuatro colorantes de rodamina bis-benzanulados sustituidos por silicio (ESi5a-ESi5d) en una escala de gramos.
• Se midieron las propiedades fotofísicas, incluidos los máximos de absorción / emisión, los coeficientes de extinción, la vida útil de la fluorescencia y el rendimiento cuántico.
• Se evaluó la estabilidad frente al foto blanqueamiento, los nucleófilos y las especies reactivas de oxígeno.
• Se realizaron imágenes in vivo de la vasculatura de ratones desnudos después de la inyección de ESi5a en la vena de la cola.

Principales resultados:

• Los tintes sintetizados ESi5a-ESi5d muestran una fuerte absorción alrededor de 865 nm con altos coeficientes de extinción (> 10^5 cm^-1 M^-1).
• La estructura rígida imparte largas vidas de fluorescencia (> 700 ps) y un alto rendimiento cuántico (0,14).
• Estos tintes demuestran una fotostabilidad superior (2 órdenes de magnitud más larga que la ICG) y estabilidad en condiciones biológicas, con una toxicidad mínima.
• Se obtuvo una imagen de la vasculatura del ratón con una alta proporción de señal a fondo utilizando ESi5a.

Conclusiones:

• Los nuevos tintes ESi5 representan un avance significativo en el desarrollo de fluoróforos NIR profundos.
• Sus excepcionales propiedades fotofísicas, estabilidad y biocompatibilidad los hacen muy prometedores para diversas aplicaciones de bioimagen.
• Estos tintes ofrecen una nueva herramienta para imágenes de alta resolución in vivo en la región espectral NIR profunda.