具有pH响应的持久发光纳米系统与敏感的NIR成像和瘤外科手术导航的放射性成像模式
Chang Yin1, Zi-Jin Wei1, Kai Long1
1Key Laboratory of Functional Polymer Materials of Ministry of Education, Institute of Polymer Chemistry, College of Chemistry, Nankai University, Tianjin 300071, China.
ACS applied materials & interfaces
|December 9, 2024
概括
持久发光纳米粒子 (PLNPs) 提供无自光的瘤外科导航. 本研究引入了一种双模式策略,增强持久发光强度和对比度,以精确检测微损伤.
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
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 持久发光纳米粒子 (PLNPs) 对无自光的瘤外科导航具有前景.
- 提高PLNP的发光强度,对比度和稳定性仍然是临床应用和微损伤检测的挑战.
研究的目的:
- 为增强瘤可视化和精确的外科导航开发双模式持久发光成像策略.
- 整合瘤微环境 (TME) 响应元素,增强敏感性和比度成像以提高性能.
主要方法:
- 合成的ZnGa2O4:Cr3+,Mn2+ (ZGCM) PLNPs加载了一个pH响应分子 (Rh-ADM) 来产生ZGCM-Rh8.8.
- 在酸性TME中利用光共振能量转移 (FRET) 进行pH响应的发光敏化和火.
- 实现了白光LED (WLED) 激发的NIR成像和UV激发的比度成像模式.
主要成果:
- 在WLED刺激下,ZGCM-Rh8显示了持续发光的4.5倍增加,达到97.9.9的最大瘤对比度.
- 双模式策略使在紫外线激发下稳定的比度成像成为可能,NIR/Vis比率在瘤部位超过110.
- 在小鼠中成功检测到1.5毫米小的病变,并指导H22外宫肌内瘤的完整手术切除.
结论:
- ZGCM-Rh8是第一个实现pH响应的持久发光敏感化的材料.
- 这项工作首次应用了用于外科导航的比度持续发光成像.
- 开发的战略显著提高了瘤检测和手术指导,解决了当前PLNP的局限性.
