微米级透深度的双光子脑血管和血栓光成像使用记录低剂量聚合诱导排放纳米探测器
Yajing Jiang1, Man Lei2, Kongchen Wang1
1Department of Chemistry, Institute of Molecular Aggregation Science, Tianjin University, Tianjin 300072, P. R. China.
ACS nano
|June 6, 2025
概括
一种新型的状纳米探针增强了对深层脑血管的两光子光成像. 这种探针以创纪录的低剂量实现了高分辨率,最大限度地减少了副作用,从而改善了脑血管研究.
科学领域:
- 生物医学光学 生物医学光学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 两光子光成像对于深层组织可视化至关重要,特别是在脑血管研究中.
- 开发具有最小副作用的高分辨率探测器是一个关键挑战.
- 聚合诱导排放 (AIE) 探头具有潜力,但需要优化用于体内应用.
研究的目的:
- 开发一种新的两光子光纳米探针,用于增强深层组织大脑血管成像.
- 为了提高探头稳定性,提高量子产量,降低光毒性.
- 为了证明探头在高分辨率3D成像和血液动力学研究中的有效性.
主要方法:
- 为聚合诱导排放 (AIE) 特性合成了一种在SiO2外 (TTNB@SiO2) 中封装的TTNB (Tetra-thienyl benzothiadiazole) 分子.
- 利用了涉及分子结构优化和纳米工程的级联策略.
- 采用过渡吸收光谱 (TAS) 和理论建模来理解探测器的行为.
- 进行了深层组织3D小鼠脑血管成像,并研究了脑血栓形成模型中的血液动力学变化.
主要成果:
- 开发了一个TTNB@SiO2纳米探头,具有高二光子吸收截面和近红外发射.
- 实现了69%的高量子产量 (QY),光敏化和光热效应可以忽略不计.
- 在微米透深度的小鼠中,通过创纪录的低剂量 (1 mg/kg) 证明了深层组织3D脑血管成像.
- 成功调查了脑血栓形成期间的血液动力学变化.
结论:
- SiO2外对于保护TTNB分子,减少副作用和提高量子产量至关重要.
- 开发的纳米探针能够以前所未有的低剂量进行高分辨率,深层组织的大脑血管成像.
- 这一进步有助于对脑血管动态和相关病理的更详细的研究.
