窒素酸化物の深層組織感知に合わせたNIR-II光音響探査機の開発
Melissa Y Lucero1, Amanda K East1, Christopher J Reinhardt1
1Department of Chemistry and Beckman Institute for Advanced Science and Technology, University of Illinois at Urbana-Champaign, Urbana, Illinois 61801, United States.
Journal of the American Chemical Society
|April 27, 2021
まとめ
研究者らは,窒素酸化物 (NO) のフォトアコースティック (PA) 画像の強化のための新しい近赤外線II (NIR-II) 探査機APNO-1080を開発しました. この探査機は感度が高く 背景の干渉が低くなって 生物医学的な深層組織への応用が可能です
科学分野:
- バイオメディカル光学
- 分子イメージング
- 化学生物学
背景:
- フォトアコースティック (PA) イメージングは,疾患のスクリーニングと分析物の検出のための貴重なインビオツールです.
- 近赤外線I (NIR-I) 光を使用する現在のPA剤は,ヘモグロビンなどの内生性分子の干渉に直面します.
- 近赤外線II (NIR-II) の波長では背景が小さくなり,酸化窒素 (NO) などの低濃度の標的を検出できます.
研究 の 目的:
- 繊細な深部組織のPAイメージングのためのNIR-II NO反応性プローブAPNO-1080を開発する.
- NIR-I PAイメージングの限界を克服するために,特に背景干渉と低濃度分析剤の感度.
主な方法:
- 選択的なアニリンベースのNOトリガーを特定するために,ハメットとブロンステッドの分析を含む2段階のチューニングアプローチが使用されました.
- NIR-IIプラットフォームのスクリーニングは,PA信号の完全性を保ちながら,最小の集積を持つ化学構造を選択するために行われました.
- 乳がんと肺がんのモデルで"インビトロ"幻の検査と"インビヴォ"パシー画像検査を実施した.
主要な成果:
- APNO-1080はin vitroファントムアッセイにおいて,NIR- Iアナログと比較して17. 7倍高い感度を示した.
- In vivo PAイメージングでは,オーソトピック乳がん (1. 3 ± 0. 12) とヘテロトピック肺がん (1. 65 ± 0. 07) のモデルにおいて,有意な正常化反応が示されました.
結論:
- APNO-1080は,深層組織のPAイメージングに適した非常に敏感で選択的なNIR-II NO反応性プローブです.
- 開発された探査機は背景干渉を効果的に軽減し,複雑な生物環境や疾患モデルにおけるNOの検出を強化します.
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