在第二个近红外窗口中使用超明亮的稀土纳米粒子进行高对比度生物医学成像
Rong Xu1, Jiantao Liu1, Huiqun Cao2
1Key Laboratory of Optoelectronic Devices and Systems of Ministry of Education and Guangdong Province, College of Physics and Optoelectronic Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China.
Nano letters
|December 13, 2023
概括
研究人员开发了新的稀土纳米晶体,用于增强的第二近红外窗 (NIR-II) 成像. 这些超明亮的探测器可以进行深层组织的非侵入性可视化,包括通过头骨的脑血管系统.
科学领域:
- 纳米技术 纳米技术
- 生物医学成像技术 生物医学成像技术
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 在第二个近红外窗口 (NIR-II) 中的内发光成像为活哺乳动物提供深层组织可视化.
- NIR-II成像受益于减少光散射和自发光,使高时空分辨率成为可能.
- 现有的NIR-II探测器面临着发光灭和有限的生物相容性方面的挑战.
研究的目的:
- 为了合成一种新的下转换发光稀土纳米晶体,具有核心--结构,用于增强的NIR-II成像.
- 为了提高深层组织生物医学应用的发光效率和稳定性.
- 为了证明探测器在脑血管和微血管的非侵入性成像中的实用性.
主要方法:
- 一个NaYF4@NaYbF4:Er,Ce@NaYF4:Ca核心--纳米晶体的合成.
- 优化兴奋剂度 (Er3+,Ce3+) 以最大限度地降低转换发光.
- 应用惰性外涂层和脂质体封装以提高稳定性和生物相容性.
主要成果:
- 合成的纳米晶体在975nm激发下显示下转换发光的24倍增加.
- Ce3+兴奋剂有效地限制了上转换路径,提高了下转换效率.
- 优化的探头显示出高对比度和分辨率,用于通过头皮/头骨对小鼠脑血管和后肢微血管的成像.
结论:
- 新的核心--稀土纳米晶体是超明亮的NIR-II探针,具有更好的稳定性和生物相容性.
- 这些探头可方便进行非侵入性,高分辨率的深层组织成像,包括通过头骨的脑血管可视化.
- 开发的技术具有很大的潜力,可以推进临床前生物医学成像应用.
