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Updated: Sep 2, 2025
A Bright NIR-II Fluorescence Probe for Vascular and Tumor Imaging
Published on: March 17, 2023
Diseño racional de AIEgens NIR-II con rendimiento cuántico ultraalto para imágenes de foto- y quimioluminiscencia
Hanchen Shen1, Feiyi Sun1, Xinyan Zhu2
1Department of Chemistry, Hong Kong Branch of Chinese National Engineering Research Center for Tissue Restoration and Reconstruction, Guangdong-Hong Kong-Macau Joint Laboratory of Optoelectronic and Magnetic Functional Materials, Division of Life Science, and State Key Laboratory of Molecular Neuroscience, The Hong Kong University of Science and Technology, Kowloon, Hong Kong 999077, China.
Los investigadores desarrollaron nuevos tintes brillantes de moléculas pequeñas para la segunda bioimagen de infrarrojo cercano (NIR-II). Estos tintes superan el apagado de emisión y los bajos rendimientos cuánticos, permitiendo imágenes de alta calidad de los vasos sanguíneos y la inflamación en ratones.
Área de la Ciencia:
- Ciencias de los materiales
- Ingeniería biomédica
- Química orgánica
Sus antecedentes:
- La segunda imagen de fluorescencia en el infrarrojo cercano (NIR-II) ofrece potencial clínico, pero está limitada por los bajos rendimientos cuánticos (QY) y el apagado de emisión en tintes de moléculas pequeñas.
- Los tintes NIR-II de donante-aceptor (D-A) existentes que utilizan la emisión inducida por agregación (AIE) son prometedores, pero requieren una mayor mejora de la QY.
Objetivo del estudio:
- Diseñar y sintetizar nuevos tintes emisores NIR-II con QY significativamente mejorados.
- Investigar las relaciones estructura-propiedad que rigen QY en estados agregados.
- Demostrar la utilidad de los tintes desarrollados para aplicaciones avanzadas de bioimagen.
Principales métodos:
- Diseño racional de los tintes NIR-II (TPE-BBT y TPEO-BBT) que incorporan el tetrafeniletileno (TPE) como unidad donante.
- Síntesis y caracterización de las nanopartículas y cristales de colorantes.
- Medición del rendimiento cuántico relativo y absoluto utilizando una esfera de integración.
- Evaluación del rendimiento de la bioimagen mediante fotoluminiscencia (PL) y quimioluminiscencia (CL) en modelos de ratón.
Principales resultados:
- Las nanopartículas TPE-BBT y TPEO-BBT mostraron QYs relativos muy altos (31,5% y 23,9% en agua).
- Los cristales de TPE-BBT alcanzaron un QY absoluto del 10,4%, el más alto reportado para moléculas pequeñas orgánicas.
- La interacción D-A optimizada y el aumento de la rigidez en los estados agregados se identificaron como factores clave para un alto QY.
- El éxito de la bioimagen NIR-II PL y CL de los vasos sanguíneos del ratón y la inflamación artrítica con altas proporciones de señal a fondo.
Conclusiones:
- El tinte TPE-BBT desarrollado representa un avance significativo en los materiales emisores brillantes NIR-II.
- La estrategia de diseño racional ofrece una vía para crear tintes NIR-II superiores.
- Este trabajo allana el camino para mejorar las tecnologías de bioimagen NIR-II con una mayor sensibilidad y resolución.
