高解像度多色短波赤外線ダイナミックIn Vivo クロメニウムノンメチン染料によるイメージング

科学分野:

• 有機化学
• バイオメディカル イメージング
• 材料科学

背景:

• ショートウェーブ赤外線 (SWIR) 画像は,高速で高解像度の in vivo 視覚化を可能にします.
• 既存のSWIR光染料は,深層組織イメージングのために十分な明るさや放射を欠いていることが多い.
• ポリメチンの染料は,新しいコントラスト剤の開発に多岐にわたるプラットフォームを提供します.

研究 の 目的:

• SWIR領域への放出が拡大した新しい非メチンのポリメチンの染料を合成し,特徴づけること.
• 生物学的用途のためのこれらの新しい染料の輝度と光物理的性質を評価する.
• これらの染料の有用性を,高度な多重化 in vivo SWIRイメージングで実証する.

主な方法:

• フラビリウムとクロメニウムの染料コアのポリメチンの鎖の延長
• 吸収と放出の特性のスペクトル学的特徴.
• マウスの2色と5色マルチプレキシングを用いた in vivo 画像実験.

主要な成果:

• 1149 nmまでの最大吸収と1500 nmを超える放射を持つ開発されたノンメチン染料.
• このスペクトル範囲における有機フッ素素の記録的な明るさ (εmax ~ 10^5 M^-1 cm^-1, ΦF 0.5%まで) を達成した.
• 高解像度で深層組織を2色SWIR画像と5色覚醒画像で撮影した.

結論:

• 新しいノンメチンの染料は,SWIR光学画像の能力を大幅に向上させます.
• これらの染料により,より明るく,より速く,より多重化され,解像度と深さが向上します.
• 開発された光剤は,生物医学研究用の新世代の小分子コントラスト剤を代表しています.