華東理工&上海應物所Angew. Chem. Int. Ed.: 可激活的近紅外二區熒光探針用于結直腸癌成像

【引言】

由于價格低廉、操作簡便、無創手術和實時成像能力的熱點，光學成像成為生物研究和生物醫學應用的一個重要工具，此外它還可以對早期的惡性腫瘤提供檢測和管理。傳統的熒光探針由于組織滲透性有限，深層組織的空間分辨率較差和活體的較強自熒光干擾而無法在醫學成像領域大顯身手。近期研究證明，近紅外二區的熒光成像（NIR-II, 1000-1700 nm）可以解決傳統熒光成像存在的上述問題，但是由于缺乏目標特異性，現存的近紅外二區探針（NIR-II）信號-背景比非常低。

【成果簡介】

近日，華東理工大學趙春常教授和中科院上海應物所樊春海教授聯合報道一種可激活的近紅外二區熒光探針（NIR-II@Si）用于結直腸癌的可視化研究，該探針可在900-1300 nm處顯示H₂S激活的比率熒光和NIR-II發射。通過使用該可激活和靶向特異性探針用于富含H₂S的結腸癌細胞的深層組織成像，可以對動物模型中的結腸直腸腫瘤進行準確鑒定。該研究成果以題為“Imaging of Colorectal Cancers Using Activatable Nanoprobes with Second Near-Infrared Window Emission”發布在國際著名期刊Angew. Chem. Int. Ed.上。

【圖文導讀】

圖一：探針的結構和原理圖

(a) 在近紅外二區構建具有可激發發射的多波長納米探針的示意圖；

(b) 用于合理設計硫化氫探針的染料篩選方法。

圖二：納米探針的紫外吸收與體外熒光實驗

(a) PBS溶液中加入100 μM NaHS后NIR-II@Si的紫外變化；

(b) PBS溶液中加入100 μM NaHS后NIR-II@Si的熒光變化；

(c) 加入100 μM NaHS后，時間依賴的NIR-II@Si在近紅外二區的發射光譜，插圖：H₂S激活的近紅外二區發射的照片；

(d) 不同厚度豬肉組織覆蓋的近紅外一區和近紅外二區的熒光成像對比。

圖三：激光共聚焦顯微鏡成像實驗

(a) HCT116細胞與NIR-II@Si (ZX-NIR 10 μM) 孵育30 min；

(b) HCT116細胞經AOAA (1 mM) 處理1 h后再加入NIR-II@Si孵育30 min；

(c) HCT116細胞經SAM (3 mM) 處理1 h后再加入NIR-II@Si孵育30 min；

(d) HepG2細胞與NIR-II@Si 孵育30 min。

圖四：活體腫瘤可視化

(a) 負載HCT116腫瘤的裸鼠；

(b) 抑制劑AOAA和激活劑SAM對于負載HCT116腫瘤裸鼠成像的影響；

(c) 正常的位置；

(d) 負載HepG2腫瘤的裸鼠。

【小結】

本文作者制備了可激活的近紅外二區納米探針，用于觀察結直腸癌。該納米探針顯示出對H₂S優異的特異性和比率熒光響應性，從而能夠根據雙色成像模式中H₂S含量的差異選擇性表現富含H₂S的結腸癌細胞和正常細胞類型之間的差異。更重要的是，H₂S特異性地激活了NIR-II區域中的熒光，通過深度和空間分辨率充分利用NIR-II成像的優點，允許體內檢測和分化癌癥。

文獻鏈接：Imaging of Colorectal Cancers Using Activatable Nanoprobes with Second Near-Infrared Window Emission (Angew. Chem. Int. Ed., 2018, DOI: 10.1002/anie.201712528)

本文由材料人編輯部李兵編譯，劉宇龍審核，點我加入材料人編輯部。

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