腎臟疾病已經(jīng)成為繼心血管疾病、腫瘤、糖尿病之后又一嚴(yán)重威脅健康的疾病，因此對(duì)腎臟疾病的早期診斷尤為重要。然而，臨床上廣泛使用的基于肌酐和尿素氮的檢測(cè)指標(biāo)對(duì)于早期腎臟損傷并不靈敏。近紅外二區(qū)（NIR-II，900-1700 nm）熒光成像，由于其背景散射低，自發(fā)熒光弱，在活體光學(xué)成像中表現(xiàn)出極高的時(shí)空分辨率和靈敏度，顯示出對(duì)腎臟疾病早期診斷的巨大潛力。然而目前所報(bào)道的腎臟可清除的NIR-II有機(jī)熒光探針普遍存在亮度低以及血液循環(huán)時(shí)間短（t_1/2 < 2 h）等問題，限制了其進(jìn)一步的應(yīng)用和臨床轉(zhuǎn)化。

針對(duì)以上問題，研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)筑了一系列基于氮雜-氟硼熒（aza-BODIPY）的腎臟可清除的刷狀大分子熒光探針（命名為FBP），其發(fā)射波長(zhǎng)從725 nm到1025 nm之間可調(diào)節(jié)。優(yōu)化篩選出的FBP 912探針，其亮度（波長(zhǎng)> 1000 nm）是目前所報(bào)道的腎臟可清除的近紅外二區(qū)有機(jī)探針的10倍左右，并且該探針在12 h內(nèi)約65%能從腎臟中代謝，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)腎臟缺血再灌注損傷的早期高靈敏度檢測(cè)。FBP 912探針的血液循環(huán)時(shí)間達(dá)到6.1 h，在4T1腫瘤的被動(dòng)靶向成像以及腎細(xì)胞癌主動(dòng)靶向成像方面表現(xiàn)出優(yōu)異的信噪比和較長(zhǎng)的腫瘤保留時(shí)間。

圖1腎臟可清除的大分子探針的結(jié)構(gòu)式以及活體成像應(yīng)用結(jié)果。

參考文獻(xiàn):

Chenzhi Yao#, Ying Chen#, Mengyao Zhao, Shangfeng Wang, Bin Wu, Yiwei Yang, Dongrui Yin, Peng Yu, Hongxin Zhang and Fan Zhang*. A Bright, Renal-Clearable NIR-II Brush Macromolecular Probe with Long Blood Circulation Time for Kidney Disease Bioimaging. Angew. Chem. Int.?Ed.?,?2022,?61,?e202114.

| 儀器

近紅外二區(qū)小動(dòng)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(dòng)物活體成像系統(tǒng)NIR-II-ST分別完成了小鼠全身血管成像、小鼠缺血再灌注過程中的體內(nèi)成像、左腎原位腫瘤小鼠的腫瘤和血管成像及腎臟離體成像實(shí)驗(yàn)。

該小動(dòng)物活體成像系統(tǒng)功能強(qiáng)大，相機(jī)性能優(yōu)異，多款深度制冷的InGaAs近紅外相機(jī)可供選擇。檢測(cè)靈敏度高，可實(shí)現(xiàn)大視野以及局部小動(dòng)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(shí)時(shí)反映儀器狀態(tài)，自動(dòng)化控制，操控與圖像處理一體化，終身免費(fèi)升級(jí)。該成像系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景多樣化，可用于小動(dòng)物近紅外二區(qū)寬場(chǎng)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(shè)計(jì)，成像功能亦可進(jìn)一步升級(jí)擴(kuò)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(cè)試、多通道成像與原位光譜測(cè)試等。該系統(tǒng)可應(yīng)用于活體小動(dòng)物熒光手術(shù)導(dǎo)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(cè)、藥物追蹤與活體原位疾病檢測(cè)等。