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高发光效率NIR-II纳米晶体通过等级封闭用于急性肠道缺血的成像指导手术

Fulong Ma ^1,2, Rongyuan Zhang ³, Bingzhe Wang ⁴

⁰School of Science and Engineering, Guangdong Basic Research Center of Excellence for Aggregate Science, Shenzhen Institute of Aggregate Science and Technology, The Chinese University of Hong Kong, Shenzhen (CUHK Shenzhen), Shenzhen , Guangdong 518172 China.

Journal of the American Chemical Society +

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2025年八月8日

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概括

研究人员开发了一种新的策略,使用等级限制来创建第二近红外区域 (NIR-II) 的高量子产量 (QY) 光成像剂. 这一突破使得更明亮的成像能够改善生物系统的诊断和手术导航.

科学领域

材料科学
生物医学成像
有机化学

背景情况

在第二次近红外 (NIR-II) 光成像中实现对比剂的高量子产量 (QYs) 仍然是一个重大挑战.
开发用于增强体内成像和外科应用的新材料至关重要.

研究的目的

设计和合成具有高QY的新型NIR-II光成像剂.
研究层级限制对有机分子光物理性能的影响.
证明这些药物在体内成像和手术导航中的有用性.

主要方法

有机分子的合理结构设计与改变的甲基替代剂,以减少旋转自由.
在分子和聚合层面上使用层次限制.
光物理性质的表征,包括绝对和相对的QY.
在水溶液中组装纳米晶体 (NC).
在生物系统中实时监测肠道血管的NC评估.

主要成果

一个新型分子 (B-ToMeT) 由于旋转自由度降低和刚性晶格形成,在晶体状态下实现了9.7%的绝对QY.
由于大量的分子间非对应相互作用,水性组合纳米晶体在970nm处呈现出高相对QY的峰值.
层次的封闭策略显著增强了光特性.

结论

开发的等级封闭策略有效地提高了NIR-II光成像剂的QY.
超明亮的NC显示了通过体内成像*早期诊断和急性肠道缺血的手术治疗的巨大潜力.
这种分子设计方法为生物医学应用中的高性能NIR-II材料铺平了道路.