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李媛媛教授利用近红外荧光成像 实现脑功能定量分析

信息来源: 发布日期:2022-12-18

李媛媛教授通过分子晶体工程调控,阐明了NIR-II 荧光团的结构-功能关系,并利用荧光成像实现脑功能反应性的定量分析,为嗜神经性病原感染的致病机制研究提供了新思路。文章以 “Molecular Crystal Engineering of Organic Chromophores for NIR-II Fluorescence Quantification of Cerebrovascular Function” 为题发表在《ACS NANO

近红外II区荧光成像(NIR-II1000-1700 nm)具有成像穿透深度深、空间分辨率高、信噪比高等优点,在生物成像领域被广泛关注,是近年来研究热点之一。然而,大多数分子设计策略依赖于理论计算结果,难以精确表征分子构型及分子间相互作用

作者采用调控给/受体相互作用策略,包括给/受体距离和给/受体强度,逐步将染料分子的发射峰调控至1400 nm。作为概念验证,作者首先选用二噻吩并苯并吩嗪(TBP)为平面型强吸电子受体,与强电子给体三苯胺 (TPA) 相结合,所得 TBP-b-TPA 仅在 688 nm 处显示最大发射。通过缩短 D-A 距离(去除 TPA 中的苯基单元),得到的带有二苯胺 (DPA) 单元的 TBP-b-DPA 的发射峰红移至 748 nm。值得注意的是,强电子供体二芴胺(DFA)被接枝到 TBP 单元上,以进一步增强 D-A 相互作用。所得 TBP-b-DFA 荧光团在 888 nm 处显示发射峰,尾部延伸至 1400 nm,有利于 NIR-II 生物成像。

作者将高亮度TBP-b-DFA材料组装成纳米粒子,实现了脑血管功能,包括不同条件下的脑血流量和脑血管反应性的显微成像。在低氧环境下,血管会经历短暂的收缩然后恢复到初始水平,同时,低氧环境下的血流速度也可以被准确的监测,为脑血管相关疾病的研究提供了有力的支持。该工作荧光分子构效关系的阐明为设计 NIR-II 荧光团提供了基础,此外,高亮度NIR-II荧光探针也为脑血管功能研究提供了新工具

李媛媛、樊潇霄和李忆润并列第一作者该研究得到了国家自然科学基金等项目的支持。

全文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c11424

   附图:


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