考慮到在生物應(yīng)用中的水分散性和延長血液循環(huán)時間，作者將兩個化合物與DSPE-PEG2000結(jié)合制備成相應(yīng)的納米顆粒。作者通過測定，發(fā)現(xiàn)TDADT NPs相比于TADAT NPs紅移。作者也測定了DADT NPs和TADAT NPs的光熱性能，兩種納米顆粒在808nm 0.5W/cm2的照射下，5分鐘溫度可以達到81℃，表現(xiàn)出良好的光熱性能。

圖3：TADAT 和 TDADT 的光物理特性。a,d) TADAT 和 TDADT 在 THF 和 THF/H2O 混合物中的摩爾消光系數(shù)（fw=95vol%）。b,e)THF/水混合物中PL強度隨 fw 的變化。c,f) 不同峰（1270、1114 和 986 nm）的熒光強度對不同fw 的響應(yīng)。

為了評估 NPs 在體內(nèi)的 NIR-II 成像性能，作者進行循環(huán)系統(tǒng)和疾病診斷密切相關(guān)的血管造影術(shù)。向血液中注射NPs后，在1250nm下進行大腦皮層和后肢成像（如圖5a、5b）。動脈、靜脈和毛細血管都可以通過處理后5分鐘的 NIR-II 熒光信號的方向清晰地顯示出來，從而提供血液循環(huán)系統(tǒng)的準確映射。為了進一步確定NPs的可行性，作者隨后又實施了活體的前哨淋巴結(jié)成像（如圖5c）。

圖4：TADAT 和 TDADT NPs 的光物理特性。a）制備NIR-II NPs的圖示。所得納米顆粒具有 NIR-II 熒光和光熱特性，其中黃色暈圈和火焰圖案分別代表 NPs 產(chǎn)生 NIR-II 熒光和熱的能力。b）NP的吸光度和熒光光譜。c) NPs (1000-1400nm)的積分熒光光譜隨 808 nm 處不同吸光度的變化。d) 具有不同 LP 濾光片（左）和不同組織深度（右）的NPs(50 µM) 的體外 NIR-II 熒光圖像。e) TADAT、TDADT NPs和ICG(50 µM)在808nm激光照射(0.5 W cm?2)下的溫度變化。f)TADAT、TDDDT NPs 和 ICG (50 µM) 在加熱-冷卻過程（五次循環(huán)）下的抗光漂白特性。g) TDADT NPs 在不同濃度的 808 nm 激光照射下的光熱特性。

基于TDADT NPs出色的體內(nèi)NIR-II成像能力，作者想要發(fā)現(xiàn)在術(shù)前評估和術(shù)中觀察中容易被忽視的微小腫瘤結(jié)節(jié)。作者通過將TDADT NPs靜脈注射進腹膜癌病模型的小鼠體內(nèi)并在12h后進行成像，腫瘤的生物發(fā)光信號與 NIR-II 熒光信號*重疊，表明 NPs 在腫瘤部位有效積累（如圖6a）。通過4T1荷瘤小鼠的抗腫瘤生長實驗，作者評估了TDADT-NPs的體內(nèi)光熱性能。作者對“鹽水+激光"、“TDADT NPs+激光"兩組的小鼠進行熱成像觀察，TDADT NPs 組小鼠的腫瘤顯示出從37°C到68°C 的顯著的溫度升高，而從“鹽水"組觀察到的溫度變化可以忽略不計。通過監(jiān)測16天的腫瘤體積變化，作者進一步研究了TDADT NPs的體內(nèi)光熱治療能力。實驗表明“TDADT NPs + laser"組的腫瘤幾乎被消除，而其他三組的腫瘤生長速度呈穩(wěn)步上升趨勢，隨后通過H&E染色證實了TDADT NPs有良好的生物相容性。

圖5：使用TDADT 和TADAT NP（500 µM，200 µL）（1250 nm LP,600ms，20mW cm-2）進行體內(nèi)NIR-II熒光成像。分別在 5 分鐘、5 分鐘和8小時施用NPs 后，a) 腦血管、b) 后肢血管和 c) 淋巴結(jié)的熒光成像。

圖6：未使用和使用 TDADT NPs（500 µM，200 µL）熒光引導(dǎo)手術(shù)進行腫瘤切除。a)手術(shù)前后腹腔腫瘤的生物發(fā)光和NIR-II熒光成像數(shù)據(jù)。b)非引導(dǎo)和圖像引導(dǎo)組切除結(jié)節(jié)的生物發(fā)光和 NIR-II成像。c)切除的結(jié)節(jié)直徑的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

圖7：a) 在激光照射（808nm，0.75 W cm-2）下不同時間施用 TDADT NPs的4T1荷瘤小鼠的紅外熱成像。分別為靜脈注射NPs（500 µM，200 µL）和生理鹽水12h后，進行激光照射。b)腫瘤部位溫度隨808nm激光 (0.75 W cm-2)的照射時間而變化，這是 (a) 數(shù)據(jù)的反映。c) 不同治療組小鼠的腫瘤生長曲線。d) 不同治療組小鼠體重隨治療后時間的變化。

參考文獻

Li Y, Zhang J, Liu S, et al. Enlarging Reservoir: High Absorption Coefficient Dyes Enable Synergetic Near Infrared‐II Fluorescence Imaging and Near Infrared‐I Photothermal Therapy[J]. Advanced Functional Materials, 2021.

?? ?? ??

紅外二區(qū)小動物活體熒光成像系統(tǒng) - MARS 

NIR-II in vivo imaging system 

高靈敏度 - 采用Princeton Instruments深制冷相機，活體穿透深度高于15mm

高分辨率 - 定制高分辨大光圈紅外鏡頭，空間分辨率優(yōu)于3um

熒光壽命 - 分辨率優(yōu)于 5us

高速采集 - 速度優(yōu)于1000fps （幀每秒）

多模態(tài)系統(tǒng) - 可擴展X射線輻照、熒光壽命、一區(qū)熒光成像、原位成像光譜，CT等

顯微鏡 - 紅外二區(qū)高分辨顯微系統(tǒng)，兼容成像型光譜儀

?? ?? ??

 恒光智影

       上海恒光智影醫(yī)療科技有限公司，專注于紅外二區(qū)成像技術(shù)。致力于為生物醫(yī)學(xué)、臨床前和臨床應(yīng)用等相關(guān)領(lǐng)域的研究提供*的、一體化的成像解決方案。自主研發(fā)紅外二區(qū)小動物活體熒光成像系統(tǒng)-MARS。

       與基于可見光波長的傳統(tǒng)成像技術(shù)相比，我們的技術(shù)側(cè)重于X射線、紫外、紅外、短波紅外、太赫茲范圍，可為腫瘤學(xué)、神經(jīng)學(xué)、心血管、藥代動力學(xué)等一系列學(xué)科的科研人員提供清晰的成像效果，助力科技研發(fā)。

       同時，恒光智影還具備探針研發(fā)能力，我們已經(jīng)成功研發(fā)了超過15種探針，這些探針將廣泛地應(yīng)用于眾多生物科技前沿領(lǐng)域的相關(guān)研究中。