实现体内实时、双色NIR-II成像的近红外荧光探针
本文要点：多重荧光成像主要应用于细胞成像，nir区域的多色荧光成像能够可视化体内的各种生物过程，适用于机制研究、疾病诊断和成像引导手术，可提供体外成像无法获得的信息。传统上，多重荧光成像可以通过使用共同激发波长、不同检测通道，然后进行光谱分解来完成。然而，由于nir区域的分辨率和对比度各异，每个检测通道的分辨率将有显著差异。可以通过多路复用激发和单通道检测以避免该问题，使所有窗口具有一致的分辨率和对比度。为了实现多路复用成像，非常需要具有良好间隔的吸收和发射光谱的nir-ii荧光探针相互匹配，可以用单独的激发波长激发并在相同的nir-ii发射波长中检测。近红外二区小动物活体成像系统mars
目前，大多数近红外荧光探针具有较小的斯托克斯位移、突出的自猝灭特性，并且倾向于流出细胞，不利于体内高对比度的细胞跟踪。因此，迫切需要开发具有长发射波长、大斯托克斯位移、优异的抗猝灭能力且在细胞中停留时间长的近红外荧光团。
鉴于此，本研究开发了两种菁染料：fnir-1090和ir-765，其中fnir用于标记癌症细胞，在近红外ii区（nir-ii）进行多路激发和单通道检测，用于体内双色成像（方案1）。
方案1. 双色体内荧光成像和使用fnir-1090标记癌症细胞
fnir-1090是在pr-1099衍生物上通过srn1置换反应与1-乙基pai嗪连接而构建的，在连续808nm激光照射下显示出优异的量子产率（0.074%）和令人满意的光稳定性。ir-765是通过vilsmeier-haack试剂与2-（3,5,5-三甲基环己-2-亚苯基）丙二腈（temo）的一步反应合成的，在连续660nm激光照射下具有高效的光稳定性、良好的生物相容性、高量子产率（6.7%）和优异的抗光漂白性能。尽管ir-765发射max值不在nir-ii区域，但好的荧光亮度使其荧光发射尾部在nir-ii成像系统中很容易被检测到。
图1. fnir-1090（a）和ir-765（b）的吸收与发射光谱
使用nir-ii成像系统研究两种探针在不同介质（dmso，4%吐温-20/pbs，1×pbs缓冲液和4t1细胞悬浮液）中的串扰。发现fnir-1090和ir-765在不同介质中都保持了明显的荧光信号，不会相互干扰。
图2. fnir-1090和ir-765在不同介质中的串扰
在含10% fbs的pbs溶液中，ir-765和fnir-1090分别在660nm和808nm激光连续照射1小时后，相对荧光强度没有明显变化，表现出优异的光稳定性。在37℃孵育下，fnir-1090的相对荧光强度相当稳定。而ir-765的荧光信号在3小时后达到max值，然后保持相对恒定，可能是由于ir-765和fbs蛋白内部疏水结构域结合，导致荧光强度增高。
图3. fnir-1090和ir-765的光稳定性和化学稳定性
将ir-765腹腔注射到小鼠体内，然后将fnir-1090标记的4t1细胞静脉注射到小鼠体内，用于体内双色成像。如图4，探针分布清晰可见，ir-765和fnir-1090的信噪比分别约为3.5和2.6，光学串扰可以忽略不计。ir-765和fnir-1090显示出优异的体内双色nir-ii成像能力，高对比度双通道成像可以对不同的组织进行清晰的区分，促进对深层组织进一步的探索，以获得多路信息。
图4. 小鼠体内多重荧光成像
总之，本研究设计并合成了两种新型菁基荧光探针（fnir-1090、ir-765），用于体内实时双色近红外成像。两种探针吸收光谱几乎分离，荧光串扰可忽略不计，且表现出优异的光稳定性、化学稳定性、大斯托克斯位移，以及良好的组织穿透能力和高分辨率，是可用于生物医学开发的优质nir-ii区荧光染料。
参考文献
huixian jia, yujie liu, wei tang, chenghui liu, xinrui duan, near-infrared fluorescent probes for non-invasive, real-time, and dual-color in vivo nir-ii imaging, sensors and actuators b: chemical. 396 (2023) 134595.
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近红外二区小动物活体荧光成像系统 - mars
nir-ii in vivo imaging system
高灵敏度 -采用princeton instruments深制冷相机，活体穿透深度高于15mm
高分辨率 -定制高分辨大光圈红外镜头，空间分辨率优于3um
荧光寿命 -分辨率优于5us
高速采集 -速度优于1000fps（帧每秒）
多模态系统 -可扩展x射线辐照、荧光寿命、一区荧光成像、原位成像光谱，ct等
显微镜 -近红外二区高分辨显微系统，兼容成像型光谱仪
有不同型号的样机可以测试，请联系：
艾中凯(博士)
132 6299 1861
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恒光智影
上海恒光智影医疗科技有限公司，被评为上海市“科技创新行动计划”科学仪器领域立项单位。
恒光智影，致力于为生物医学、临床前和临床应用等相关领域的研究提供*的、一体化的成像解决方案。
与基于可见光/近红外一区的传统荧光成像技术相比，我们的技术侧重于近红外二区范围并整合ct, x-ray，超声，光声成像技术。
可为肿瘤药理、神经药理、心血管药理、大分子药代动力学等一系列学科的科研人员提供清晰的成像效果，为用户提供前沿的生物医药与科学仪器服务。
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上海恒光智影医疗科技有限公司
地址：上海市浦东新区张江高科碧波路456号 b403-3室
电话：132 6299 1861 （同微信）
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目前，大多数近红外荧光探针具有较小的斯托克斯位移、突出的自猝灭特性，并且倾向于流出细胞，不利于体内高对比度的细胞跟踪。因此，迫切需要开发具有长发射波长、大斯托克斯位移、优异的抗猝灭能力且在细胞中停留时间长的近红外荧光团。
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