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    西安交大孟令杰、黨東鋒與中科院深圳先進院張鵬飛等實現高亮度聚集誘導發光材料的構筑及其成像應用研究
    2020-07-28  來源:高分子科技

      近年來,癌癥已經成為影響人類健康的常見病和多發病之一,對癌癥的早期診斷、高效治療及療效評價已經成為癌癥研究的熱點問題。值得注意的是,上述幾個過程均需要高效的可視化成像技術和手段。雖然目前臨床上已廣泛使用了包括CT成像、MRI成像和超聲成像等在內的多種成像技術,但是這些成像手段目前仍然存在成像分辨率低及掃描速度慢等問題。因此,開發新型高效的可視化成像技術和體系,對于提高癌癥診療的精確性而言至關重要。近紅外二區熒光成像 (NIR-II) 具有優異的成像靈敏度、較低的組織背景干擾和高的時間分辨率等優點,可實現對表皮腫瘤的高靈敏成像;光聲成像則可較好地實現對深層組織的高分辨成像。因此,構筑合適的成像材料并同時實現其NIR-II熒光和光聲雙模式成像(圖1所示),將會為癌癥的早期診斷及高效診療提供幫助。


    圖1. NIR-II熒光和光聲雙模式成像示意圖(A);聚集誘導發光材料的分子構筑示意圖(B)及其在溶液狀態下的紫外-可見吸收光譜圖和熒光發射光譜圖(C);構筑分子在不同水含量體系下的熒光發射光譜圖(D)及其熒光量子產率示意圖(E)。


      針對這一關鍵問題,西安交通大學孟令杰、黨東鋒等與中國科學院深圳先進技術研究院張鵬飛合作,從分子結構的設計出發,實現了分子聚集程度的調控,從而構筑了一種具有高效NIR-II發射特性的聚集誘導發光材料(aggregation-induced emission,AIE) 及其納米體系。相較于商用染料,該AIE納米材料的相對熒光量子效率可達11.1%,并且顯示了優異的斯托克斯位移及良好的光學穩定性能;在此基礎上,研究人員也實現了該類材料在近紅外二區熒光和近紅外一區光聲的雙模式成像應用,成功實現了其對小鼠體內腦血管、腹部血管、后肢血管的高分辨熒光成像以及4T1腫瘤的靶向成像和3D光聲成像。上述工作為高亮度聚集誘導發光材料的構筑及成像應用研究等提供了思路。


      該研究成果近日發表在國際著名化學期刊Chemical Science上(Chem. Sci., 2020, DOI: 10.1039/D0SC03160G)。西安交通大學為該論文第一單位,博士生胥艷子為該論文的第一作者,通訊作者分別為黨東鋒副教授、先進技術研究院張鵬飛副研究員孟令杰教授。該研究工作也得到了西安交通大學楊志偉老師等的幫助及國家自然科學基金等項目的資助。


      論文鏈接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2020/sc/d0sc03160g

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