蘇州納米所受邀發(fā)表近紅外II區(qū)活體熒光成像展望
近紅外II區(qū)熒光(1000-1700 nm, NIR-II)極大克服了傳統(tǒng)熒光 (400-900 nm) 面臨的強的組織吸收、散射及自發(fā)熒光干擾,在活體成像中可實現(xiàn)更高的組織穿透深度和空間分辨率,被視為最具潛力的下一代活體熒光影像技術(shù)。
中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所研究員王強斌團隊經(jīng)過十年努力,在近紅外II區(qū)活體影像技術(shù)領(lǐng)域取得系統(tǒng)性研究成果: 1)發(fā)現(xiàn)和發(fā)展了一種新型Ag2S近紅外II區(qū)熒光量子點體系:在國際上率先提出Ag2S量子點體系,首次報道了其近紅外II區(qū)熒光性質(zhì),研究發(fā)現(xiàn)其具有穩(wěn)定的理化性質(zhì)和優(yōu)異的生物相容性;根據(jù)半導(dǎo)體能帶理論,進一步拓展了近紅外II區(qū)熒光量子點體系,獲得了Ag2Se近紅外II區(qū)熒光量子點和Ag2S-ZnS、Mn摻雜Ag2S-ZnS等多色熒光發(fā)射的半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)體系(J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 1470-1471; Angew. Chem. Int. Ed., 2011, 50, 7115-7118; ACS Nano, 2012, 6, 3695-3702; Chem. Mater., 2012, 24, 2407-2413; Chem. Mater., 2013, 25, 2503-2509; J. Phys. Chem. C, 2014, 118, 4918-4923)。 2)自主研制了系列近紅外II區(qū)熒光成像設(shè)備:突破傳統(tǒng)的基于硅基探測器(400-900 nm)的熒光成像技術(shù)限制,自主開發(fā)了基于短波紅外銦鎵砷(InGaAs)焦平面陣列探測器的近紅外II區(qū)熒光倒置顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡和小動物活體成像系統(tǒng),實現(xiàn)近紅外II區(qū)熒光成像設(shè)備“人無我有”,為在分子水平、細胞層次和小動物活體模型開展跨層次、多尺度的近紅外II區(qū)熒光影像研究奠定堅實基礎(chǔ)。 3)建立了近紅外II區(qū)熒光活體“可視化”生物醫(yī)學(xué)研究技術(shù)平臺:利用近紅外II區(qū)熒光活體成像的優(yōu)勢,在小動物活體水平獲得了高組織穿透深度(>1.5 cm)、高時間分辨率(~30 ms)和高空間分辨率(~25 μm)的原位、實時成像,較傳統(tǒng)熒光成像技術(shù)實現(xiàn)了數(shù)量級提升;建立了腫瘤轉(zhuǎn)移、腫瘤靶向治療與療效評估、蛋白藥物篩選和干細胞再生醫(yī)學(xué)的“可視化”研究新策略(Angew. Chem. Int. Ed., 2012, 51, 9818-9821;Biomaterials, 2014, 35, 393-400; Small, 2015, 11, 4517-4525; ACS Nano, 2015, 9, 12255-12263; Adv. Funct. Mater., 2016, 26, 4192-4200; Adv. Mater., 2017, 29, 1605754. Adv. Funct. Mater., 2014, 24, 2481-2488; Biomaterials, 2015, 53, 265-273; Small, 2017, 14, 1702679; Adv. Healthcare Mater., 2018, 1800497)。 鑒于在近紅外II區(qū)熒光成像領(lǐng)域的重要貢獻,王強斌課題組受美國化學(xué)會ACS Nano 雜志邀請撰寫了“Challenges and Opportunities for Intravital Near-Infrared Fluorescence Imaging Technology in the Second Transparency Window”展望,并于近日發(fā)表(ACS Nano 2018. DOI: 10.1021/acsnano.8b07536. Invited Perspective)。該展望對該新型熒光影像技術(shù)從出現(xiàn)到興起這十年來在納米尺度探針的構(gòu)建及成像方法學(xué)的進展進行了簡要回顧;對目前制約該技術(shù)向生物醫(yī)學(xué)及臨床轉(zhuǎn)化的瓶頸問題進行了剖析;最后,展望這種新型熒光影像技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域包括腦科學(xué)、干細胞再生醫(yī)學(xué)、活體傳感及藥物篩選方面發(fā)揮重要作用,加快推進生物醫(yī)學(xué)的發(fā)展。 |