李盛亮教授课题组在Advanced Materials发表NIR-IIb 激发的深脑高精度成像研究论文

多光子显微镜（MPM）凭借其在近红外IIb区（NIR-IIb，1500–1700 nm）内所具备的高时空分辨率与优越的深组织穿透能力，成为实现深层脑成像的有力工具。相比于单光子显微镜，MPM采用长波长激发，能够有效降低自发荧光背景与光散射效应，同时实现三维光学切片，减少离焦区域的光漂白及光毒性。然而，传统的三光子荧光探针普遍存在光漂白严重和转换效率低的问题，限制了其在超深脑部成像中的应用。三次谐波生成（THG）成像技术通过非线性光学过程将三个低能光子转换为一个高能光子，过程不涉及能量吸收，因此可避免光漂白现象。然而，目前在NIR-IIb波段激发下，大多数THG探针的响应效率仍较低，成像深度通常受限于1300 μm以内。

针对上述挑战，苏州大学李盛亮教授与深圳大学王科教授合作，基于半导体寡聚物（BTICs）开发出一种新型THG纳米探针。该探针通过卤素修饰策略优化分子结构，显著增强了在1700 nm激发下的三次谐波信号响应。研究实现了小鼠脑血管的超深成像，深度达1745 μm，并展现出优异的空间分辨率、抗光漂白能力以及良好的生物相容性。这一成果为神经科学研究及脑部疾病诊断提供了全新的高性能成像平台。相关研究成果近日以题为《Rational Design of Semiconducting Oligomer for Third Harmonic Generation Bioimaging of Ultradeep Brain Imaging with NIR-IIb Excitation》在线发表在《Advanced Materials》期刊上。

近年来，苏州大学李盛亮课题组通过调控近红外光学药物与探针的分子结构与构效关系，发展了一系列高效近红外探针，从而实现了高性能的近红外成像与分子影像(Adv. Mater.2024, 36, 2405966; Adv. Mater.2023, 202306492; Adv. Mater.2023, 35, 2211632; Adv. Mater. 2022, 34, 2201263; Adv. Mater. 2022, 34, 2204749; ACS Nano2024, 18, 26828; ACS Nano 2020, 14, 13681;Adv. Sci. 2021, 8, 2003972; Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 13455; Interdiscip. Mater. 2025, 4. 109)。在上述工作基础上，该团队近期与深圳大学王科教授组合作，发展卤素化学设计的BTICs半导体寡聚物NPs，突破了传统THG探针在NIR-IIb激发下的深度和分辨率限制，实现了1745 μm深脑血管高精度成像。这项研究为神经科学和脑疾病诊断提供了新的工具，也为THG成像平台设计提供了新方向。

苏州大学药学院青年教师赵琦博士和深圳大学博士研究生汤思佳为该研究的共同第一作者，李盛亮教授和王科教授为该研究的共同通讯作者。该项工作得到了国家自然科学基金委、江苏省杰出青年基金、江苏省特聘教授计划、苏州市科技计划、姑苏创新创业领军人才计划等项目的支持。

论文信息：

Qi Zhao,† Sijia Tang,† Jincheng Zhong, Lijun Kan, Yao Wei, Yuliang Yang, Xiandie Qian, Ning Li, Yu Wang, Ke Wang*, Shengliang Li*, Rational Design of Semiconducting Oligomer for Third Harmonic Generation Bioimaging of Ultradeep Brain Imaging with NIR-IIb Excitation. Adv. Mater.2025, 2417085.

https://doi.org/10.1002/adma.202417085

通讯作者

李盛亮，苏州大学特聘教授，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。入选国家级青年人才、江苏省杰出青年基金、江苏特聘教授（重点资助）、姑苏创新青年领军人才等国家及省市项目。近年来发表高水平SCI论文90余篇，其中包括以第一或通讯作者在Adv. Mater., Angew. Chem. In. Ed., ACS Nano等国际权威刊物上发表的论文60余篇，其中ESI高被引论文6篇。获授权PCT 国际专利2项、中国专利 4 项，参与撰写2本纳米领域书籍。同时长期担任Angew. Chem. In. Ed., Adv. Mater., ACS Nano, Adv. Funt. Mater.等30余个国际期刊的独立审稿人。主要研究方向：光学药物、探针以及药物递送。

第一作者

赵琦博士，苏州大学药学院助理研究员，研究方向为近红外光诊疗纳米药物。目前已主持国家自然科学基金青年基金1项，在Advanced Materials、Advanced Science、Analytical Chemistry、Small、Advanced Healthcare Materials、ACS Applied Materials & Interfaces、Chemical Communications、Chinese Chemical Letters等刊物以第一(含共同第一)及通讯作者发表SCI研究论文12篇，获授权中国专利2项。