超明亮的NIR-II纳米探针用于图像引导精确切除微小的转移性病变

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 光学成像技术的成像

背景情况:

• 准确的瘤边界划定对于有效的癌症治疗至关重要.
• 近红外II (NIR-II) 光成像提供深层组织透和高分辨率.
• 聚合诱导排放发光剂 (AIEgens) 由于其独特的光学特性,对生物成像具有前景.

研究的目的:

• 开发一种具有增强光特性的新型NIR-II AIEgen,用于改善瘤成像.
• 作为纳米探针,研究装入聚乙烯 (PS) 纳米球中的NIR-II AIEgen的性能.
• 评估用于癌症手术指导开发的纳米探针的in vivo疗效和安全性.

主要方法:

• 通过基侧链修改合成了NIR-II AIEgen,在水中获得了12.6%的量子产量.
• 将NIR-II AIEgen封装在聚乙烯 (PS) 纳米圈中,以增强光发射.
• 与传统载体 (DSPE-PEG) 和成像剂 (ICG) in vitro和in vivo进行了NIR-II@PS纳米试验的性能比较.

主要成果:

• NIR-II AIEgen在水中表现出12.6%的光量子产量,在装入PS纳米球后增加到21.1%.
• 与免费AIEgen.PS相比,NIR-II@PS纳米探针显示光强度增加了5.4倍,NIR-II成像信号增强了8.7倍.
• 在体内研究表明,在注射后24小时内,瘤与正常组织的比例高 (3.9),使得可视化和切除≤1毫米的转移.
• 与ICG和其他短距离NIR AIEgens相比,纳米探针显示出更高的分辨率和组织透能力.
• PS载体纳米颗粒在体内表现出低毒性.

结论:

• 聚乙烯纳米圈封装有效地增强了NIR-II AIEgens的光特性.
• 开发的NIR-II@PS纳米探针为瘤划分和手术指导提供了卓越的成像性能.
• 这项研究为先进的医学成像和未来的治疗应用提供了一个有前途的纳米材料.