背景介绍
近红外光学技术因其自身独特的生物适应性以及高精准度，已经被认为是生物医学研究以及活体生物成像的一种重要工具，也被广泛证实能为活体成像研究提供可行性方案。尽管当前的近红外一区（NIR-I）成像相比可见光波长下的成像，展示了良好的优越性。但是，最近的研究表明近红外二区（NIR-II，1000-1700 nm）可以提供更高质量生物活体成像，这主要得益于NIR-II区域具有弱的组织自体荧光、低光子散射以及干扰，便于实现信噪比、分辨率和穿透深度等多方面的提升。因此，发展更高亮度的近红外二区成像方法以及工具可以实现更深更精准的生物成像与检测。但是当前仍缺乏高效的探针，特别是高亮度和长波长的荧光材料，严重地限制了该技术的进一步发展和应用。
近日，苏州大学药学院李盛亮教授课题组在Advanced Materials上发表了题为“Molecular Programming of NIR-IIb-Emissive Semiconducting Small Molecules for In Vivo High-Contrast Bioimaging Beyond 1500 nm”的研究论文，探索了近红外二区高亮度分子探针的原子编程效应对NIR-II波长和亮度的影响因素，试图调控该类分子探针的光学性能以及内在光化学机制，进一步在NIR-IIb波长（1000-1700 nm）下实现了活体全身血管、胆道系统以及脑部血管动力学高分辨成像。
李盛亮教授课题组与香港城市大学李振声教授、浙江大学钱骏教授为通讯作者。
针对近红外荧光成像领域的科学问题并基于该课题组前期基础，李盛亮教授合作团队开发了一系列在近红外二区具有高亮度的有机荧光探针，实现了NIR-IIb波长下的全身血管、胆道系统以及脑部血管动力学高分辨成像。该研究首先合成了具有A-D-A骨架结构的近红外二区发光探针母体，并进一步采用硒和氟原子工程方法改造所得的近红外二区发光探针母体，进一步增强分子内电荷转移并降低能级带隙。通过纳米制备技术，获得了高稳定的水溶性NIR-II纳米荧光探针材料，该荧光探针具有高效的NIR-II发光性能，且其发光波长可延伸至1700 nm。更进一步活体生物成像证实了该荧光探针可高分辨的可视化全身血管以及膀胱胆道系统。此外，该探针也对脑部血管成像以及血流动力学进行了高速成像，取得了可观的脑血管造影性能。该研究为新型近红外二区有机荧光探针的设计合成以及高分辨生物成像提供了一种新的思路和有效工具。
论文作者信息
Yi Yuan, Zhe Feng, Shengliang Li,* Zhongming Huang, Yingpeng Wan, Chen Cao, Sien Lin, Lan Wu, Jing Zhou, Liang-Sheng Liao, Jun Qian,* Chun-Sing Lee*
Molecular Programming of NIR-IIb-Emissive Semiconducting Small Molecules for In Vivo High-Contrast Bioimaging Beyond 1500 nm. Adv. Mater., 2022,DOI: 10.1002/adma.202201263.
链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202201263
通讯作者
李盛亮，苏州大学药学院，特聘教授，博士生导师。研究兴趣主要聚焦于生物光子学与纳米医学范畴，发展光热磁技术实现精准与高效低毒的重大疾病治疗、生物成像和生物活性调控。近年以第一或通讯作者发表高水平SCI论文40余篇，其中包括以第一或通讯作者在Adv. Mater., Angew. Chem. In. Ed.等国际权威刊物上发表的论文40余篇，其中ESI高被引论文2篇（TOP 1%）。H指数为32，授权中国专利4项，申请PCT 国际专利 4项，参与撰写2本纳米材料领域书籍。同时长期担任Angew. Chem. In. Ed., Adv. Mater., ACS Nano, Adv. Funt. Mater.等诸多国际学术期刊的审稿人。主要研究方向：光学药物、探针以及纳米医学