化學系張凡教授課題組利用近紅外二區(qū)比率熒光探針實現(xiàn)活體高分辨成像
近日，復旦大學化學系張凡課題組設(shè)計了一個近紅外二區(qū)比率型次氯酸熒光探針，實現(xiàn)了活體小動物淋巴炎癥的高分辨率熒光成像，為相關(guān)領(lǐng)域的研究提供了新的思路。相關(guān)研究論文“In Vivo High-resolution Ratiometric Fluorescence Imaging of Inflammation Using NIR-II Nanoprobes with 1550 nm Emission”在線發(fā)表于《納米快報》（Nano Letters，2019, 19(4), 2418-2427）。張凡課題組的博士生王尚風為論文第一作者。
比率型熒光探針利用了傳感和自校準相結(jié)合的雙熒光信號，可以提供更精確可靠的傳感信息，如今已被成功用在了對離體狀態(tài)下細胞內(nèi)鈣離子、pH、蛋白質(zhì)和DNA等時空分布信息的精確測量。但是對于活體光學傳感分析，光散射和自發(fā)熒光干擾問題限制了當前比率熒光成像的分辨率和傳感分析的精度。1500-1700 nm的光學波長區(qū)間在組織內(nèi)具有極低的散射和幾乎為0的自發(fā)熒光背景，代表了當前最高分辨率的成像窗口，但是迄今為止還無法實現(xiàn)這一光學波段內(nèi)比率熒光檢測，從而限制了活體光學成像傳感分析的檢測效果。
針對上述問題，張凡教授研究團隊利用稀土離子與有機熒光染料之間的吸收競爭作用機制成功構(gòu)建了首個1550 nm比率熒光探針。該探針可在808 nm和980 nm的雙波長激發(fā)下表現(xiàn)出對炎癥組織內(nèi)過量生成的次氯酸快速、靈敏且線性的1550 nm比率熒光響應(yīng)。該探針構(gòu)建策略將稀土發(fā)光的特點 （例如窄吸收發(fā)射，大斯托克斯位移，豐富的光譜組合等）和二區(qū)熒光染料探針進行有機結(jié)合，從而在近紅外二區(qū)的多重檢測分析中表現(xiàn)出極大的應(yīng)用潛力。除此之外，研究團隊還利用模擬組織成像對近紅外二區(qū)比率熒光分辨率的波長依賴規(guī)律進行了深入揭示，結(jié)果顯示1550 nm比率熒光成像的分辨率大幅提高。利用該探針，研究團隊成功觀察到了脂多糖誘導的淋巴結(jié)和淋巴脈管的炎癥進展。
該工作得到了復旦大學化學系、聚合物分子工程國家重點實驗室、上海市分子催化與功能材料重點實驗室、國家重點研發(fā)項目、國家自然科學基金杰出青年基金、上海市科學技術(shù)委員會重點基礎(chǔ)研究項目的大力支持。
全文鏈接：https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.nanolett.8b05148
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