維持血液循環(huán)系統(tǒng)于良好的工作狀態(tài)，是生物機體得以生存的基本條件，因此對血液循環(huán)系統(tǒng)進行實時監(jiān)控具有重要意義。在血流監(jiān)控過程中，不僅需要在單個時間點進行的靜態(tài)成像，更需要對其實現(xiàn)實時無創(chuàng)的動態(tài)監(jiān)控。與傳統(tǒng)的近紅外窗口（780-900 nm）相比，近紅外二區(qū)（NIR-II; 1000-1700 nm）光學生物熒光成像技術可實現(xiàn)更高的信噪比和生物組織穿透深度。而有機分子探針由于具有相對分子量較小，易于代謝，生物毒性低等優(yōu)勢，對于未來的生物醫(yī)用轉(zhuǎn)化具有較大的潛力。目前雖然有機NIR-II熒光探針已經(jīng)被廣泛報道用于活體成像，然而由于其血液循環(huán)半衰期較短（約5-60分鐘），無法實現(xiàn)對血液循環(huán)系統(tǒng)的動態(tài)連續(xù)監(jiān)測。

  某大學教授研究團隊以2-苯基吲哚等為原料，通過兩步反應可高產(chǎn)率（90%）合成*吸收和發(fā)射波長均大于1000 nm的水溶性近紅外成像探針LZ-1105。該分子內(nèi)芳香母核上扭轉(zhuǎn)的吲哚環(huán)提供了較大的空間位阻，端基上含有的四個磺酸根基團進一步賦予了LZ-1105較高的水溶性。同時，該團隊利用密度泛函理論解釋了LZ-1105有機小分子的電子特性和類似化合物LZ系列分子的光譜差異及規(guī)律，為NIR-II有機小分子探針的設計與合成提供了新思路。動物實驗證明此分子探針可特異性與血液中的纖維蛋白原結合形成復合物，從而具有較長的血液循環(huán)時間（半衰期為3.2小時），可用于實時動態(tài)監(jiān)測小鼠下肢血管缺血再灌注，動脈血栓的溶栓過程以及血腦屏障的開啟和關閉等生理變化。 該研究成果在線發(fā)表于《自然 通訊》（Nat. Commun., 2020, 11, 3102. ）。

參考文獻：

Benhao Li+, Mengyao Zhao+, Lishuai Feng, Chaoran Dou, Suwan Ding, Gang Zhou, Lingfei Lu, Hongxin Zhang, Feiya Chen, Xiaomin Li, Guangfeng Li, Shichang Zhao, Chunyu Jiang, Yan Wang, Dongyuan Zhao, Yingsheng Cheng, Fan Zhang*. Organic NIR-II Molecule with Long Blood Half-Life for In Vivo Dynamic Vascular Imaging. Nat. Commun., 2020, 11, 3102. 

| 儀器

近紅外二區(qū)小動物活體成像系統(tǒng)NIR-II-ST

NIR-II in vivo imaging system

文中利用近紅外二區(qū)小動物活體成像系統(tǒng)NIR-II-ST分別完成了NIR-II窗口的小鼠全身血管成像，小鼠的淋巴系統(tǒng)、后肢和腦部成像以及實時動態(tài)監(jiān)測小鼠下肢血管缺血再灌注，動脈血栓的溶栓過程以及血腦屏障的開啟和關閉等生理變化成像實驗。

該小動物活體成像系統(tǒng)功能強大，相機性能優(yōu)異，多款深度制冷的InGaAs近紅外相機可供選擇。檢測靈敏度高，可實現(xiàn)大視野以及局部小動物高信噪比和高分辨活體成像。開發(fā)的軟件功能一鍵操作，可實時反映儀器狀態(tài)，自動化控制，操控與圖像處理一體化，終身免費升級。該成像系統(tǒng)應用場景多樣化，可用于小動物近紅外二區(qū)寬場成像、全光譜成像、近紅外二區(qū)熒光壽命成像，且成像系統(tǒng)采用了模塊化設計，成像功能亦可進一步升級擴展X射線激發(fā)模塊、CT成像模塊、三維成像模塊、熱成像模塊、比率熒光測試、多通道成像與原位光譜測試等。該系統(tǒng)可應用于活體小動物熒光手術導航、臟器成像、腫瘤成像、血管成像、淋巴成像、體內(nèi)植入物的監(jiān)測、藥物追蹤與活體原位疾病檢測等。