超明亮的NIR-II纳米粒子用于高分辨率的体内成像:从系统血管可视化到病理微环境监测

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
• 有机化学 有机化学

背景情况:

• 高发射光探针对于准确的疾病诊断至关重要.
• 接近红外II (NIR-II) 频谱中的有机染料通常具有低量子产量,限制了它们的诊断效用.
• 聚合诱导排放 (AIE) 提供了一种增强光特性的策略.

研究的目的:

• 设计和合成一种新的聚合诱导发射 (AIE) 发光剂,TPE-hexoxyl,用于明亮的NIR-II光成像.
• 从TPE-hexoxyl中设计NIR-II纳米粒子,以提高量子产量和稳定性.
• 在临床前模型中评估这些纳米粒子的诊断潜力.

主要方法:

• TPE-Hexoxyl的战略分子设计可以抑制π-π堆叠和分子内电荷转移.
• 从TPE-Hexoxyl制造NIR-II纳米粒子.
• 在实验室中对纳米粒子稳定性和光物理性质的表征 (绝对Φ_PL = 0.9%).
• 在小鼠模型中的体内成像研究用于血管系统,淋巴网络,瘤检测和炎症疾病映射.

主要成果:

• 设计的NIR-II纳米粒子具有异常高的光发光量子产量 (Φ_PL = 0.9%),是报告中最亮的有机探测器之一.
• 在体外证明了TPE-hexoxyl纳米颗粒的优异的合稳定性和光稳定性.
• 实现了系统血管,大脑微血管和淋巴系统的高分辨率,动态体内成像.
• 在检测瘤病变和在疾病模型中精确地绘制炎症区域方面表现出卓越的灵敏度.

结论:

• TPE-Hexoxyl纳米颗粒代表了明亮的有机NIR-II光体的重大进步.
• 开发的纳米粒子展示了临床病理诊断的变革潜力,包括瘤和炎症疾病可视化.
• 这项工作提供了一个分子设计范式,用于创建高级生物医学应用的高性能有机NIR-II光体.