Name: Una sonda de fluorescencia NIR-II brillante para imágenes vasculares y tumorales (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-03-17T14:55:00.000+00:00
Duration: 5 min 51 s
Description: Aprenda a realizar imágenes de fluorescencia NIR-II en ratones para estudiar vasos sanguíneos y tumores con alta resolución. Este protocolo detalla la preparación del dispositivo y la inyección de nanopartículas HLY1.

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Este trabajo fue parcialmente apoyado por subvenciones de NSFC (82273796, 82111530209), Fondos especiales para guiar el desarrollo local de ciencia y tecnología del gobierno central (XZ202202YD0021C, XZ202102YD0033C, XZ202001YD0028C), Proyecto clave de innovación científica y técnica de la provincia de Hubei (2020BAB058), los Fondos de Investigación Fundamental para las Universidades Centrales y los Programas de Prevención y Control COVID-19 de la Región Autónoma del Tíbet para el Desarrollo de la Ciencia y la Tecnología.

Los experimentos con animales para estudios de imágenes NIR-II se llevaron a cabo en el Centro de Experimentos con Animales de la Universidad de Wuhan, que ha sido galardonado con la Asociación Internacional para el Cuidado de Animales Experimentales (AALAC). Todos los estudios en animales se realizaron siguiendo las Directrices de la Comisión de Bienestar Animal de China para el Cuidado y Uso de Animales de Experimentación y aprobados por el Comité de Cuidado y Uso de Animales (IACUC) del Centro Experimental de Animales de la Universidad de Wuhan.
Para el presente estudio se utilizaron ratones desnudos BALB/c hembra (~20 g) a las 6 semanas de edad.
1. Preparación de imágenes NIR-II
<ol><li>Coloque cartón negro disponible comercialmente (consulte la Tabla de materiales) en el centro del transportador. Luego, coloque la muestra encima del cartón negro, de modo que la muestra esté en el centro del portador (una etapa ubicada en el dispositivo de imágenes). NOTA: En comparación con el cartón blanco, el cartón negro tiene menos interferencia de fondo durante las imágenes NIR-II.</li>
	<li>Seleccione un filtro adecuado en función de la longitud de onda de la sonda NIR-II. Pulse long (>2 s) para controlar el área de la caja (como 900 LP) correspondiente al modelo de filtro en la interfaz de pantalla cuando el sistema mueve el filtro a la ruta de imagen óptica.</li>
	<li>Mantenga presionada la plataforma hacia arriba en la interfaz de la pantalla táctil del área de control de la consola del operador para que las consolas del portador se levanten; Mantenga presionada la plataforma hacia abajo para que el portador se consuele hacia abajo.</li>
	<li>Ajuste la altura de la plataforma a "0 mm" (ajuste de altura) y utilice el enfoque automático para que la imagen NIR-II sea clara.</li>
</ol>2. Síntesis del colorante NIR-II (HLY1)
<ol><li>Pesar las materias primas necesarias para el experimento de síntesis. Asegúrese de que no se deterioren.</li>
	<li>Añadir el compuesto 1 (200 mg, 0,18 mmol), PdCl 2(dppf)2 CH 2 Cl 2 (28 mg, 0,04 mmol), N-fenil-N-(4-(4,4,5,5-tetrametil-1,3,2-dioxaborolan-2-il)fenil)naftalen-2-amina (170 mg, 0,4 mmol) y K 2 CO3 (46 mg, 0,34 mmol) a lasolución de tetrahidrofurano (THF) en un matraz de fondo redondo de 25 ml. Revuelva la mezcla durante 4 h a 75 °C bajo atmósfera deN2 (Figura 1A). NOTA: Para el procedimiento de síntesis del compuesto 1 y N-fenil-N-(4-(4,4,5,5-tetrametil-1,3,2-dioxaborolan-2-il)fenil)naftalen-2-amina, véase Li et al21. Las estructuras químicas se muestran en la Figura 1A.</li>
	<li>Después de enfriar a temperatura ambiente, apagar la reacción con agua destilada (DI) (80 ml) y extraer la mezcla con DCM (diclorometano)/H2O(30 ml) (tres veces). Purificar el producto crudo mediante cromatografía en columna 16 (éter de petróleo: DCM =10 : 1) para hacer de HLY1 un sólido verde (78 mg, 30% de rendimiento).</li>
	<li>Coloque el tinte HLY1 bajo la protección de nitrógeno en el refrigerador para su uso posterior. Esto se puede almacenar hasta por 6 meses.</li>
</ol>3. Preparación de nanosondas suspensibles al agua
<ol><li>Pesar HLY1 (1 mg) y materiales de encapsulación anfipática, 1,2-distearoil-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[amino(polyethylene glycol)-2k (DSPE-PEG2k, 10 mg; ver Tabla de materiales).</li>
	<li>Prepare HLY1 puntos20 empleando DSPE-PEG2k como matriz de encapsulación (método de nanoprecipitación12) (Figura 1C). Disolver HLY1 en THF (1 ml) y añadir lentamente a un vaso de precipitados que contenga solución acuosa DSPE-PEG2k (9 ml) con sonicación a 25 °C. Posteriormente, retire el THF de la mezcla mediante diálisis20.</li>
	<li>Concentrar la solución anterior centrífugamente con ultrafiltración 18 (7100 x g durante10 min) y luego colocarla en un refrigerador a 4 °C para su uso futuro. Esto se puede almacenar hasta por 1 mes. NOTA: La solución acuosa de nanosonda cargada por DSPE-PEG2k debe almacenarse por encima de 0 °C y utilizarse lo antes posible.</li>
</ol>4. Construcción de ratones portadores de tumores
<ol><li>Cultive células de cáncer de mama de ratón 4T1 (4T1) en el medio Eagle modificado (DMEM) de Dulbecco, suplementado con suero fetal bovino (FBS) al 10% (v / v) y penicilina-estreptomicina al 1% (v / v) (consulte la Tabla de materiales), y manténgalo en una incubadora humidificada con 5% deCO2 a 37 ° C.</li>
	<li>Para el experimento de imágenes fluorescentes NIR-II, cultivar células 4T1 (5 x 107) durante 24 h, digerir con tripsina (1 ml) y lavar dos veces con DMEM sin suero (4 ml).</li>
	<li>Anestesiar a los ratones mediante el tratamiento con isoflurano (2%). Confirme la anestesia adecuada estimulando los dedos de los pies o las plantas de los pies de los ratones, y observe si los ratones responden. Si no hay respuesta, significa que la anestesia es suficiente32.</li>
	<li>Luego, usando una aguja de inyección de insulina, inyecte la mezcla de células 4T1 en los ratones a través de una inyección subcutánea (100 μL). NOTA: Los estudios de imagen NIR-II se realizaron ~ 2 semanas después de la inoculación, cuando el tumor había crecido a un volumen de ~ 100 mm3. Antes de la toma de imágenes del tumor NIR-II, confirme el tamaño del tumor. El tamaño del tumor fue estimado por un calibrador vernier electrónico para el presente estudio11.</li>
</ol>5. Imágenes de fluorescencia NIR-II in vivo
<ol><li>Anestesiar a los ratones tratando con isoflurano (2%) y realizar imágenes NIR-II de todo el cuerpo de los ratones utilizando un sistema óptico de imágenes NIR-II (ver Tabla de materiales). NOTA: Preste atención a la dosis de anestésico para evitar la muerte de los ratones. Generalmente, la anestesia dura de 5 a 10 minutos. Estimule los dedos de los pies o las plantas de los pies de los ratones y observe si los ratones responden. Si no hay respuesta, significa que la anestesia es suficiente.</li>
	<li>Tome una solución de HLY1 puntos (0,8 mg/ml, 200 μl). Inyecte los puntos HLY1 por vía intravenosa en los ratones anestesiados, y 3 minutos más tarde, realice imágenes de fluorescencia NIR-II de los vasos sanguíneos de todo el cuerpo de ratones utilizando un sistema de imágenes NIR-II. Concéntrese más en la cabeza del ratón para recolectar imágenes vasculares cerebrales. NOTA: Use guantes experimentales limpios durante la toma de imágenes, lo que ayudará a obtener imágenes NIR-II limpias.</li>
	<li>Recopile las imágenes 5 minutos después de la inyección de puntos HLY1 en ratones y procese los datos utilizando el software ImageJ. Los parámetros del instrumento del sistema óptico de imágenes NIR-II son 90 mW/cm2 (láser de 808 nm).</li>
	<li>Al finalizar el experimento, sacrificar a los animales siguiendo protocolos aprobados institucionalmente. NOTA: Para el presente estudio, los animales fueron sacrificados exponiéndolos a un exceso de isoflurano32.</li>
</ol>

<ol><li>Liu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Versatile+types+of+inorganic%2Forganic+NIR-IIa%2FIIb+fluorophores%3A+from+strategic+design+toward+molecular+imaging+and+theranostics%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Versatile types of inorganic/organic NIR-IIa/IIb fluorophores: from strategic design toward molecular imaging and theranostics.</a> Chemical Reviews. 122 (1), 209-268 (2022).</li>
<li>Zhou, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mn-loaded+apolactoferrin+dots+for+in+vivo+MRI+and+NIR-II+cancer+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+Chemistry+C%22%5BJournal%5D)">Mn-loaded apolactoferrin dots for in vivo MRI and NIR-II cancer imaging.</a> Journal of Materials Chemistry C. 7 (31), 9448-9454 (2019).</li>
<li>Zhang, F., Tang, B. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Near-infrared+luminescent+probes+for+bioimaging+and+biosensing%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Science%22%5BJournal%5D)">Near-infrared luminescent probes for bioimaging and biosensing.</a> Chemical Science. 12 (10), 3377-3378 (2021).</li>
<li>Yao, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+bright%2C+renal-clearable+NIR-II+brush+macromolecular+probe+with+long+blood+circulation+time+for+kidney+disease+bioimaging%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">A bright, renal-clearable NIR-II brush macromolecular probe with long blood circulation time for kidney disease bioimaging.</a> Angewandte Chemie International Edition. 61 (5), 202114273(2022).</li>
<li>Gao, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+engineering+of+near-infrared-II+photosensitizers+with+steric-hindrance+effect+for+image-guided+cancer+photodynamic+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Functional+Materials%22%5BJournal%5D)">Molecular engineering of near-infrared-II photosensitizers with steric-hindrance effect for image-guided cancer photodynamic therapy.</a> Advanced Functional Materials. 31 (14), 2008356(2021).</li>
<li>Ding, F., Fan, Y., Sun, Y., Zhang, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Beyond+1000+nm+emission+wavelength%3A+recent+advances+in+organic+and+inorganic+emitters+for+deep-tissue+molecular+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Healthcare+Materials%22%5BJournal%5D)">Beyond 1000 nm emission wavelength: recent advances in organic and inorganic emitters for deep-tissue molecular imaging.</a> Advanced Healthcare Materials. 8 (14), 1900260(2019).</li>
<li>Yang, Y., Zhang, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+fluorophores+for+in+vivo+bioimaging+in+the+second+near-infrared+window%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Nuclear+Medicine+and+Molecular+Imaging%22%5BJournal%5D)">Molecular fluorophores for in vivo bioimaging in the second near-infrared window.</a> European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 49 (9), 3226-3246 (2022).</li>
<li>Ding, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymethine+thiopyrylium+fluorophores+with+absorption+beyond+1000+nm+for+biological+imaging+in+the+second+near-infrared+subwindow%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Medicinal+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Polymethine thiopyrylium fluorophores with absorption beyond 1000 nm for biological imaging in the second near-infrared subwindow.</a> Journal of Medicinal Chemistry. 62 (4), 2049-2059 (2019).</li>
<li>Cheng, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+diketopyrrolopyrrole+Nir-Ii+fluorophores+and+Ddr+inhibitors+for+in+vivo+chemo-photodynamic+therapy+of+osteosarcoma%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Engineering+Journal%22%5BJournal%5D)">Novel diketopyrrolopyrrole Nir-Ii fluorophores and Ddr inhibitors for in vivo chemo-photodynamic therapy of osteosarcoma.</a> Chemical Engineering Journal. , 136929(2022).</li>
<li>Yang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nir-Ii+chemiluminescence+molecular+sensor+for+in+vivo+high-contrast+inflammation+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Nir-Ii chemiluminescence molecular sensor for in vivo high-contrast inflammation imaging.</a> Angewandte Chemie International Edition. 59 (42), 18380-18385 (2020).</li>
<li>Liu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+second+near-infrared+Ru%28Ii%29+polypyridyl+complex+for+synergistic+chemo-photothermal+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Medicinal+Chemistry%22%5BJournal%5D)">A second near-infrared Ru(Ii) polypyridyl complex for synergistic chemo-photothermal therapy.</a> Journal of Medicinal Chemistry. 65 (3), 2225-2237 (2022).</li>
<li>Xu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long+wavelength-emissive+Ru%28Ii%29+metallacycle-based+photosensitizer+assisting+in+vivo+bacterial+diagnosis+and+antibacterial+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Long wavelength-emissive Ru(Ii) metallacycle-based photosensitizer assisting in vivo bacterial diagnosis and antibacterial treatment.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 119 (32), 2209904119(2022).</li>
<li>Xu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Construction+of+emissive+Ruthenium%28II%29+metallacycle+over+1000+nm+wavelength+for+in+vivo+biomedical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Construction of emissive Ruthenium(II) metallacycle over 1000 nm wavelength for in vivo biomedical applications.</a> Nature Communications. 13 (1), 2009(2022).</li>
<li>Wang, S., Li, B., Zhang, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+fluorophores+for+deep-tissue+bioimaging%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Central+Science%22%5BJournal%5D)">Molecular fluorophores for deep-tissue bioimaging.</a> ACS Central Science. 6 (8), 1302-1316 (2020).</li>
<li>Sun, Y., Sun, P., Li, Z., Qu, L., Guo, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Natural+flavylium-inspired+far-red+to+NIR-II+dyes+and+their+applications+as+fluorescent+probes+for+biomedical+sensing%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Society+Reviews%22%5BJournal%5D)">Natural flavylium-inspired far-red to NIR-II dyes and their applications as fluorescent probes for biomedical sensing.</a> Chemical Society Reviews. 51 (16), 7170-7205 (2022).</li>
<li>Shen, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rational+design+of+NIR-II+AIEgens+with+ultrahigh+quantum+yields+for+photo-+and+chemiluminescence+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Rational design of NIR-II AIEgens with ultrahigh quantum yields for photo- and chemiluminescence imaging.</a> Journal of the American Chemical Society. 144 (33), 15391-15402 (2022).</li>
<li>Mu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+chemistry+of+organic+contrast+agents+in+the+NIR-II+window%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">The chemistry of organic contrast agents in the NIR-II window.</a> Angewandte Chemie International Edition. 61 (14), 202114722(2022).</li>
<li>Lu, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((NIR-II+fluorescence%2Fphotoacoustic+imaging+of+ovarian+cancer+and+peritoneal+metastasis%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Research%22%5BJournal%5D)">NIR-II fluorescence/photoacoustic imaging of ovarian cancer and peritoneal metastasis.</a> Nano Research. 15 (10), 9183-9191 (2022).</li>
<li>Liu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+Cd-Mof+NIR-II+fluorophores+for+gastric+ulcer+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Chinese+Chemical+Letters%22%5BJournal%5D)">Novel Cd-Mof NIR-II fluorophores for gastric ulcer imaging.</a> Chinese Chemical Letters. 32 (10), 3061-3065 (2021).</li>
<li>Lin, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+near-infrared+II+aggregation-induced+emission+dots+for+in+vivo+bioimaging%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Science%22%5BJournal%5D)">Novel near-infrared II aggregation-induced emission dots for in vivo bioimaging.</a> Chemical Science. 10 (4), 1219-1226 (2018).</li>
<li>Li, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Small-molecule+fluorophores+for+near-infrared+IIb+imaging+and+image-guided+therapy+of+vascular+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22CCS+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Small-molecule fluorophores for near-infrared IIb imaging and image-guided therapy of vascular diseases.</a> CCS Chemistry. 4 (12), 3735-3750 (2022).</li>
<li>Li, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+NIR-II+organic+fluorophores+for+bioimaging+beyond+1550+nm%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Science%22%5BJournal%5D)">Novel NIR-II organic fluorophores for bioimaging beyond 1550 nm.</a> Chemical Science. 11 (10), 2621-2626 (2020).</li>
<li>Li, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organic+NIR-II+dyes+with+ultralong+circulation+persistence+for+image-guided+delivery+and+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Controlled+Release%22%5BJournal%5D)">Organic NIR-II dyes with ultralong circulation persistence for image-guided delivery and therapy.</a> Journal of Controlled Release. 342, 157-169 (2022).</li>
<li>Li, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-assembled+NIR-II+fluorophores+with+ultralong+blood+circulation+for+cancer+imaging+and+image-guided+surgery%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Medicinal+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Self-assembled NIR-II fluorophores with ultralong blood circulation for cancer imaging and image-guided surgery.</a> Journal of Medicinal Chemistry. 65 (3), 2078-2090 (2022).</li>
<li>Li, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+small-molecule+fluorophores+for+in+vivo+NIR-IIa+and+NIR-IIb+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Communications%22%5BJournal%5D)">Novel small-molecule fluorophores for in vivo NIR-IIa and NIR-IIb imaging.</a> Chemical Communications. 56 (22), 3289-3292 (2020).</li>
<li>Li, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+advances+in+the+development+of+NIR-II+organic+emitters+for+biomedicine%5BTitle%5D)+AND+%22Coordination+Chemistry+Reviews%22%5BJournal%5D)">Recent advances in the development of NIR-II organic emitters for biomedicine.</a> Coordination Chemistry Reviews. 415, 213318(2020).</li>
<li>Li, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((long-fluorescence-lifetime+dyes+for+deep-near-infrared+bioimaging%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">long-fluorescence-lifetime dyes for deep-near-infrared bioimaging.</a> Journal of the American Chemical Society. 144 (31), 14351-14362 (2022).</li>
<li>Li, C., Chen, G., Zhang, Y., Wu, F., Wang, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advanced+fluorescence+imaging+technology+in+the+near-infrared-II+window+for+biomedical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Advanced fluorescence imaging technology in the near-infrared-II window for biomedical applications.</a> Journal of the American Chemical Society. 142 (35), 14789-14804 (2020).</li>
<li>Li, B., Lin, J., Huang, P., Chen, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Near-infrared+probes+for+luminescence+lifetime+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotheranostics%22%5BJournal%5D)">Near-infrared probes for luminescence lifetime imaging.</a> Nanotheranostics. 6 (1), 91-102 (2022).</li>
<li>Lei, Z., Zhang, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+engineering+of+NIR-II+fluorophores+for+improved+biomedical+detection%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Molecular engineering of NIR-II fluorophores for improved biomedical detection.</a> Angewandte Chemie International Edition. 60 (30), 16294-16308 (2021).</li>
<li>He, S., Song, J., Qu, J., Cheng, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Crucial+breakthrough+of+second+near-infrared+biological+window+fluorophores%3A+design+and+synthesis+toward+multimodal+imaging+and+theranostics%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Society+Reviews%22%5BJournal%5D)">Crucial breakthrough of second near-infrared biological window fluorophores: design and synthesis toward multimodal imaging and theranostics.</a> Chemical Society Reviews. 47 (12), 4258-4278 (2018).</li>
<li>Guo, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Standardized+rat+coronary+ring+preparation+and+real-time+recording+of+dynamic+tension+changes+along+vessel+diameter%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Standardized rat coronary ring preparation and real-time recording of dynamic tension changes along vessel diameter.</a> Journal of Visualized Experiments. (184), e64121(2022).</li>
<li>Wang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Salidroside%2C+a+phenyl+ethanol+glycoside+from+rhodiola+crenulata%2C+orchestrates+hypoxic+mitochondrial+dynamics+homeostasis+by+stimulating+Sirt1%2FP53%2FDrp1+signaling%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Ethnopharmacology%22%5BJournal%5D)">Salidroside, a phenyl ethanol glycoside from rhodiola crenulata, orchestrates hypoxic mitochondrial dynamics homeostasis by stimulating Sirt1/P53/Drp1 signaling.</a> Journal of Ethnopharmacology. 293, 115278(2022).</li>
<li>Ji, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acceptor+engineering+for+NIR-II+dyes+with+high+photochemical+and+biomedical+performance%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Acceptor engineering for NIR-II dyes with high photochemical and biomedical performance.</a> Nature Communications. 13 (1), 3815(2022).</li>
<li>Hou, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Salidroside+intensifies+mitochondrial+function+of+CoCl2-damaged+Ht22+cells+by+stimulating+Pi3k-Akt-Mapk+signaling+pathway%5BTitle%5D)+AND+%22Phytomedicine%22%5BJournal%5D)">Salidroside intensifies mitochondrial function of CoCl2-damaged Ht22 cells by stimulating Pi3k-Akt-Mapk signaling pathway.</a> Phytomedicine. , (2022).</li>
<li>Jiang, Y., Pu, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+probes+for+autofluorescence-free+optical+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Molecular probes for autofluorescence-free optical imaging.</a> Chemical Reviews. 121 (21), 13086-13131 (2021).</li>
</ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

Las imágenes fluorescentes NIR-I se pueden usar hasta cierto punto para imágenes tumorales y vasculares, pero debido a la longitud de onda de emisión máxima limitada de los fluoróforos NIR-I (<900 nm), da como resultado una penetración tisular deficiente y una relación de fondo de señal tumoral33,34. La resolución de imágenes deficiente y baja puede causar una desviación entre el resultado del tratamiento de retroalimentación de imágenes y el efecto terapéutico r...

La imagen de fluorescencia es la herramienta de imagen molecular comúnmente utilizada en la investigación básica, y también se usa a menudo para guiar la resección quirúrgica del tumor en las clínicas1. El principio esencial de las imágenes de fluorescencia es emplear una cámara para recibir la fluorescencia emitida por un láser después de la irradiación de muestras (tejidos, órganos, etc.) 2. El proceso se completa en unos pocos milisegundos3. Las longitudes de onda de las imágenes de fluorescencia se pueden dividir en ultravioleta (200-400 nm), región visible (400-700 nm), infrarrojo cercano I (NIR-I, 700-900 nm) e infrarrojo cercano II (NIR-II, 1000-1700 nm)4,5,6. Debido a que las moléculas endógenas como la hemoglobina, la melanina, la desoxihemoglobina y la bilirrubina en los tejidos biológicos tienen una fuerte absorción y un efecto de dispersión sobre la luz en las regiones visibles, la penetración y la sensibilidad de la luz se reducen considerablemente, y la imagen de fluorescencia en longitudes de onda de luz visible se ve afectada negativamente 7,8,9.
Las imágenes de fluorescencia NIR-II tienen baja absorción y dispersión de fotones, alta velocidad de imagen y alto contraste (o sensibilidad) de imagen10,11. A medida que aumenta la longitud de onda de la fluorescencia, la absorción y dispersión de la fluorescencia en los tejidos biológicos disminuye gradualmente, y la autofluorescencia en la región NIR-II es extremadamente baja12. Así, la ventana NIR-II aumenta significativamente la profundidad de penetración de los tejidos y obtiene una mayor resolución y relación señal-ruido13,14,15. La ventana NIR-II se puede subdividir en las ventanas NIR-IIa (1300-1400 nm) y NIR-lIb (1500-1700 nm)16. Hasta la fecha, se han reportado varios materiales NIR-II importantes, incluidos nanotubos de carbono de pared simple de material inorgánico, nanopartículas de tierras raras, puntos cuánticos y nanopartículas de polímeros semiconductores de material orgánico, colorantes de moléculas pequeñas, materiales luminiscentes inducidos por agregación, etc. 1,17,18,19,20,21,22. Los nanomateriales inorgánicos se acumulan fácilmente en el hígado, el bazo, etc., y tienen una biotoxicidad potencial a largo plazo23. El fluoróforo orgánico de molécula pequeña tiene las ventajas de metabolismo rápido, baja toxicidad, fácil modificación y una estructura clara, que es la sonda más prometedora para uso clínico24.
El sistema de imágenes ópticas NIR-II también es un componente crítico de la bioimagen de fluorescencia porque puede recolectar eficazmente señales de fluorescencia NIR-II de la sonda NIR-II, lo que genera imágenes funcionales, anatómicas y moleculares precisas25,26. El sistema de imágenes NIR-II comprende principalmente cámaras infrarrojas de onda corta, filtros de paso largo (LP), láseres y procesadores de computadora. In vivo La imagen fluorescente NIR-II es considerada uno de los enfoques de imagen más factibles para dilucidar los mecanismos de las enfermedades y la naturaleza de la vida27,28,29. La tecnología de imagen NIR-II ha sido ampliamente utilizada en campos biomédicos como la detección de células cancerosas, imágenes dinámicas, rastreo dirigido in vivo y terapia dirigida, especialmente en investigación oncológica30,31. Sin embargo, teniendo en cuenta los altos requisitos técnicos de la tecnología de imágenes NIR-II en sondas e instrumentos de imágenes, también desconcierta y restringe el uso práctico de los investigadores en diferentes campos. Por lo tanto, la preparación de sondas de imagen NIR-II y las aplicaciones de imágenes NIR-II se presentan en detalle en este artículo.

<table><tbody><tr><td>Piridina anhidra</td><td>Perimed&nbsp;</td><td>110-86-1</td><td></td></tr><tr><td>Sulfato de sodio anhidro</td><td>China national medicines Co., Ltd</td><td>SY006376</td><td></td></tr><tr><td>Cartón negro</td><td>Suzhou Yingrui Optical Technology Co., Ltd</td><td>AO00158</td><td></td></tr><tr><td>Cromatografía en columna</td><td>Energía Química</td><td>E080498</td><td></td></tr><tr><td>Difenilfosfina dicloruro de paladio</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>B2161-1g</td><td></td></tr><tr><td>DSPE-PEG2000</td><td>Ponsure</td><td>PS-E1</td><td></td></tr><tr><td>Dulbecco's águila modificada mediana&nbsp;</td><td>Gibco</td><td>8121587</td><td></td></tr><tr><td>EGTA</td><td>Biofroxx</td><td>EZ6789D115</td><td></td></tr><tr><td>Suero fetal bovino</td><td>Gibco</td><td>2166090RP</td><td></td></tr><tr><td>Isoflurano</td><td>GLPBIO</td><td>GC45487-1</td><td></td></tr><tr><td>K2CO3</td><td>Macklin</td><td>P816305-5g</td><td></td></tr><tr><td>N. N '- dimetilformamida</td><td>China national medicines Co., Ltd</td><td>02-12-1968</td><td></td></tr><tr><td>Instrumento de imagen NIR-II</td><td>Suzhou Yingrui Optical Technology Co., Ltd</td><td>16011109</td><td></td></tr><tr><td>N-sulfenanilida</td><td>Enerry químico&nbsp;</td><td>1250030-5g</td><td></td></tr><tr><td>PdCl2(dppf)2CH2Cl2</td><td>TCI&nbsp;</td><td>B2064-1g</td><td></td></tr><tr><td>penicilina-estreptomicina</td><td>Gibco</td><td>15140-122</td><td></td></tr><tr><td>Tetrahidrofurano</td><td>China medicamentos nacionales Co., Ltd</td><td>M005197</td><td></td></tr><tr><td>Tetratrifenilfosfina paladio</td><td>Immochem</td><td>1021232-5g</td><td></td></tr><tr><td>Tetratrifenilfosfina paladio</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>1021232-5g</td><td></td></tr><tr><td>Cloruro de tributilo de estaño</td><td>Immochem</td><td></td><td></td>QH004335</tr><tr><td>Trimetilclorosilano</td><td>China medicamentos nacionales Co., Ltd</td><td>40060560</td><td></td></tr></tbody></table>

una sonda de fluorescencia nir-ii brillante para imágenes vasculares y tumorales

A Bright NIR-II Fluorescence Probe for Vascular and Tumor Imaging

Como tecnología de imagen emergente, las imágenes de fluorescencia de infrarrojo cercano II (NIR-II, 1000-1700 nm) tienen un potencial significativo en el campo biomédico, debido a su alta sensibilidad, penetración de tejido profundo e imágenes superiores con resolución espacial y temporal. Sin embargo, el método para facilitar la implementación de imágenes de fluorescencia NIR-II para algunos campos urgentemente necesarios, como la ciencia médica y la farmacia, ha desconcertado a los investigadores relevantes. Este protocolo describe en detalle la construcción y las aplicaciones de bioimagen de una sonda molecular de fluorescencia NIR-II, HLY1, con un esqueleto D-A-D (donante-aceptor-donante). HLY1 mostró buenas propiedades ópticas y biocompatibilidad. Además, las imágenes vasculares y tumorales NIR-II en ratones se realizaron utilizando un dispositivo de imágenes ópticas NIR-II. Se adquirieron imágenes de fluorescencia NIR-II de alta resolución en tiempo real para guiar la detección de tumores y enfermedades vasculares. Desde la preparación de la sonda hasta la adquisición de datos, la calidad de la imagen se mejora considerablemente y se garantiza la autenticidad de las sondas moleculares NIR-II para el registro de datos en imágenes intravitales.

La intensidad fluorescente y el brillo de los puntos HLY1 suspensibles al agua se determinaron mediante un instrumento de imagen NIR-II. La intensidad fluorescente de HLY1 en la mezcla de 90%f w THF/H2Ofue cinco veces mayor que en la solución de THF, lo que indicó una característica prominente de AIE de HLY1 (Figura 1B). Además, los puntos HLY1 emitieron fuertes señales fluorescentes bajo un filtro LP de 1.500 nm, lo que demuestra que los puntos HLY1 se pueden ...

El presente protocolo describe una operación detallada de imágenes de fluorescencia NIR-II en tiempo real de un ratón utilizando un dispositivo de imágenes ópticas NIR-II.

Una sonda de fluorescencia NIR-II brillante para imágenes vasculares y tumorales

As an emerging imaging technology, near-infrared II (NIR-II, 1000-1700 nm) fluorescence imaging has significant potential in the biomedical field, owing ...

Las imágenes vasculares y tumorales de alta resolución se realizaron mediante el nanoprobo del infrarrojo cercano al fluorescente, proporcionando un método preciso y efectivo para dirigir las enfermedades vasculares y el cáncer. Las imágenes in vivo en la ventana NIR-II, que nos permiten profundizar en el sujeto vivo, producen oportunidades para la investigación biomédica y nuestras aplicaciones clínicas. Prepárese para las imágenes de infrarrojo cercano II o NIR-II colocando cartón negro disponible comercialmente en el centro del portador del dispositivo de imágenes.Luego, coloque la muestra encima del cartón negro, de modo que esté en el centro del portador. Después de seleccionar el filtro apropiado, realice el ajuste de la altura de la plataforma. Mantenga presionada la opción de plataforma hacia arriba en la interfaz de la pantalla táctil del área de control de la consola del operador para moverla hacia arriba.Y mantenga presionada la plataforma hacia abajo para moverla hacia abajo. Después de sintetizar el colorante NIR-II HLY1, prepare los puntos HLY1 por el método de nanoprecipitación utilizando DSPE-PEG-2K como matriz de encapsulación. Para hacerlo, coloque un vaso de precipitados que contenga una solución de 10 miligramos de DSPE-PEG-2K en nueve mililitros de agua para sonicación a 25 grados centígrados.Luego, disuelva un miligramo de HLY1 en un mililitro de tetrahidrofurano o THF. Y agregue lentamente la solución a la solución acuosa DSPE-PEG-2K sometida a sonicación. Posteriormente, retire el THF de la mezcla mediante diálisis.Después de concentrar la solución anterior centrífugamente con ultrafiltración a 7, 100 G durante 10 minutos, colóquela en un refrigerador de cuatro grados centígrados para su uso futuro. Para obtener imágenes in vivo, inyecte los puntos HLY1 por vía intravenosa en los ratones anestesiados. Y tres minutos más tarde, proceder a realizar imágenes de fluorescencia NIR-II de los vasos sanguíneos de todo el cuerpo de los ratones utilizando un sistema óptico de imágenes NIR-II.Concéntrese más en la cabeza del ratón para recolectar imágenes vasculares cerebrales. Ajuste los parámetros del instrumento del sistema óptico de imágenes NIR-II a 90 milivatios por centímetro cuadrado y láser de 808 nanómetros. Recopile las imágenes cinco minutos después de la inyección de puntos HLY1 en ratones y procese los datos utilizando el software ImageJ.La intensidad de fluorescencia de HLY1 en la solución de THF al 90% que contenía 90% de agua fue cinco veces mayor que en la solución de THF, lo que indica una emisión prominente inducida por agregación o característica AIE de HLY1. Los puntos HLY1 emitieron fuertes señales fluorescentes bajo un filtro de paso bajo o LP de 1.500 nanómetros estableciendo su idoneidad para imágenes NIR-IIb. La absorción máxima y la longitud de onda de emisión de los puntos HLY1 fueron de 740 nanómetros y 1.040 nanómetros, respectivamente.Además, se determinó que el tamaño hidrodinámico de los puntos HLY1 era de 145 nanómetros por dispersión dinámica de luz. En ratones administrados con puntos HLY1, los vasos cerebrales y los microvasos en la extremidad posterior se identificaron claramente mediante imágenes NIR-II bajo un filtro LP de 1.500 nanómetros. Además, los cuatro tumores T1 de los ratones portadores de tumores también fueron claramente visibles mediante imágenes NIR-II, lo que indica la permeabilidad mejorada y el efecto de retención o EPR de los puntos HLY1.Todos estos resultados sugirieron que los puntos HLY1 son una sonda de fluorescencia NIR-II brillante aplicable para imágenes vasculares y tumorales. La preparación de la nanosonda suspendible en agua bajo la imagen de fluorescencia in vivo y NIR-II es la parte más importante del procedimiento.

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Se describe un protocolo para la preclínica en vivo rastreo de metástasis del cáncer. Se basa en un reportero con radionúclidos-fluorescencia combina el sodio yoduro symporter, detectado por tetrafluoroborato de no invasivo [18F]-PET y una proteína fluorescente para la confirmación de racionalización ex vivo . El método es aplicable para la preclínica en vivo de la célula de seguimiento más allá de la biología del tumor.

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