腎臟疾病已經成為繼心血管疾病、腫瘤、糖尿病之后又一嚴重威脅健康的疾病，因此對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指標對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，在活體光學成像中表現(xiàn)出極高的時空分辨率和靈敏度，顯示出對腎臟疾病早期診斷的巨大潛力。然而目前所報道的腎臟可清除的NIR-II有機熒光探針普遍存在亮度低以及血液循環(huán)時間短（t_1/2 < 2 h）等問題，限制了其進一步的應用和臨床轉化。

針對以上問題，研究團隊構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)射波長從725 nm到1025 nm之間可調節(jié)。優(yōu)化篩選出的FBP 912探針，其亮度（波長> 1000 nm）是目前所報道的腎臟可清除的近紅外二區(qū)有機探針的10倍左右，并且該探針在12 h內約65%能從腎臟中代謝，能夠實現(xiàn)對腎臟缺血再灌注損傷的早期高靈敏度檢測。FBP 912探針的血液循環(huán)時間達到6.1 h，在4T1腫瘤的被動靶向成像以及腎細胞癌主動靶向成像方面表現(xiàn)出優(yōu)異的信噪比和較長的腫瘤保留時間。

圖1腎臟可清除的大分子探針的結構式以及活體成像應用結果。

參考文獻:

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分別完成了小鼠全身血管成像、小鼠缺血再灌注過程中的體內成像、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、體內植入物的監(jiān)測、藥物追蹤與活體原位疾病檢測等。