蘇州納米所硫化銀近紅外量子點活體成像研究取得新進展

　　生物醫(yī)學(xué)影像技術(shù)在臨床疾病診斷、治療及預(yù)后評估中作用日益顯著，近紅外熒光成像技術(shù)因其圖像采集時間短、檢測靈敏度高、綠色和經(jīng)濟等特點在生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域得到了越來越多的關(guān)注。

　　其中，近紅外二區(qū)(1000nm-1400nm)熒光對生物組織穿透能力強，成像信噪比高，故該區(qū)域熒光成像技術(shù)在生物活體成像領(lǐng)域已展現(xiàn)出巨大的臨床轉(zhuǎn)化前景。

　　日前，中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所王強斌課題組最新研究成果In vivo real-time visualization of tissue blood ?ow and angiogenesis using Ag2S quantum dots in the NIR-II window在國際期刊Biomaterials在線發(fā)表(Biomaterials 2014, 35, 393-400)。該文闡述了其課題組專利產(chǎn)品Ag2S近紅外量子點在活體循環(huán)系統(tǒng)(淋巴系統(tǒng)及血管網(wǎng)絡(luò))成像中的應(yīng)用，實現(xiàn)了高的生物組織穿透深度及時間/空間分辨率成像，其活體分辨率可達微米級。

　　早前，中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所王強斌課題組在“單源前驅(qū)體制備Ag2S近紅外量子點”(J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 1470?1471)的基礎(chǔ)上，制得了量子產(chǎn)率更高、生物相容性更好、尺寸均勻可控的Ag2S近紅外QDs。進而對Ag2S近紅外量子點的體外、體內(nèi)毒性進行系統(tǒng)的研究。結(jié)果表明，經(jīng)生物功能化修飾的Ag2S近紅外量子點具有低的生物毒性，注射劑量高達30mg/kg(30倍于成像劑量)未引起小鼠的急性和慢性毒性反應(yīng)，藥代動力學(xué)研究表明，隨著時間的推移，量子點能夠通過膽汁途徑通過糞便代謝掉(ACS Nano 2012, 6, 3695-3702；Biomaterials 2013, 34, 3639-3646)。

　　在上述工作的基礎(chǔ)上，課題組成員進一步拓展Ag2S近紅外量子點的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。在活體小動物血管成像方面，經(jīng)尾靜脈注射實時觀測到近紅外量子點在小鼠體內(nèi)的動態(tài)分布情況，實現(xiàn)了全身血管網(wǎng)絡(luò)及小動物深層組織器官的清晰成像(視頻1)，進一步，利用上述Ag2S量子點動態(tài)示蹤了腫瘤新生血管的生成(圖1)。在淋巴系統(tǒng)成像方面，利用Ag2S近紅外量子點，實現(xiàn)了小動物近端及遠端淋巴結(jié)及淋巴管的高分辨顯影，并且在近紅外熒光的指導(dǎo)下實現(xiàn)了微小淋巴結(jié)(～1 mm)及淋巴管(～100μm)的最小創(chuàng)傷摘除(圖2)；與現(xiàn)有的商業(yè)化近紅外染料進行對比，這種具有NIR-II熒光發(fā)射特性的Ag2S量子點顯示出高的生物組織穿透能力(> 1.1cm)及空間分辨率(～40μm)，這將大為提高疾病診斷、治療及預(yù)后評估的精準度。

　　這種低毒、高效的NIR-II Ag2S量子點，有望在臨床循環(huán)系統(tǒng)相關(guān)疾病的診療中(如血管相關(guān)疾病的診斷及預(yù)后評估、腫瘤轉(zhuǎn)移及抗腫瘤血管新生藥物篩選等)發(fā)揮巨大作用。后續(xù)基于近紅外Ag2S量子點在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的其它應(yīng)用研究正在進行中。

　　此項工作得到中科院“百人計劃”、中科院先導(dǎo)專項、國家自然科學(xué)基金委和科技部等的大力支持。