Name: Una sonda di fluorescenza NIR-II luminosa per limaging vascolare e tumorale (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-03-17T14:55:00.000+00:00
Duration: 5 min 51 s
Description: Scopri l'imaging vascolare e tumorale con sonda NIR-II luminosa su topi. Questo metodo offre alta risoluzione per studiare malattie vascolari e cancro in vivo.

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Questo lavoro è stato parzialmente sostenuto da sovvenzioni di NSFC (82273796, 82111530209), fondi speciali per guidare lo sviluppo scientifico e tecnologico locale del governo centrale (XZ202202YD0021C, XZ202102YD0033C, XZ202001YD0028C), Hubei Province Scientific and Technical Innovation Key Project (2020BAB058), i fondi di ricerca fondamentale per le università centrali e i programmi di prevenzione e controllo COVID-19 della regione autonoma del Tibet per lo sviluppo scientifico e tecnologico.

Gli esperimenti sugli animali per gli studi di imaging NIR-II sono stati condotti presso l'Animal Experiment Center dell'Università di Wuhan, che è stato premiato con l'International Association for Experimental Animal Care (AALAC). Tutti gli studi sugli animali sono stati condotti seguendo le linee guida della China Animal Welfare Commission per la cura e l'uso di animali da esperimento e approvati dal Comitato per la cura e l'uso degli animali (IACUC) del Centro sperimentale sugli animali dell'Università di Wuhan.
Per il presente studio sono stati utilizzati topi nudi femmina BALB/c (~20 g) a 6 settimane di età.
1. Preparazione dell'imaging NIR-II
<ol><li>Posizionare il cartone nero disponibile in commercio (vedi Tabella dei materiali) al centro del supporto. Quindi, posizionare il campione sopra il cartone nero, in modo che il campione si trovi al centro del supporto (uno stadio situato nel dispositivo di imaging). NOTA: rispetto al cartone bianco, il cartoncino nero ha meno interferenze di fondo durante l'imaging NIR-II.</li>
	<li>Selezionare un filtro adatto in base alla lunghezza d'onda della sonda NIR-II. Premere a lungo (>2 s) per controllare l'area della scatola (ad esempio 900 LP) corrispondente al modello di filtro nell'interfaccia dello schermo quando il sistema sposta il filtro nel percorso di imaging ottico.</li>
	<li>Premere a lungo la piattaforma sull'interfaccia touch screen dell'area di controllo della console carrier in modo che la console carrier si alzi; Premere a lungo la piattaforma verso il basso in modo che le console dell'operatore siano abbassate.</li>
	<li>Regolare l'altezza della piattaforma su "0 mm" (regolazione dell'altezza) e utilizzare la messa a fuoco automatica per rendere chiara l'immagine NIR-II.</li>
</ol>2. Sintesi del colorante NIR-II (HLY1)
<ol><li>Pesare le materie prime necessarie per l'esperimento di sintesi. Assicurati che non si deteriorino.</li>
	<li>Aggiungere il composto 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-diossaborolan-2-il)fenil)naftalene-2-ammina (170 mg, 0,4 mmol) e K 2 CO3 (46 mg, 0,34 mmol) alla soluzione di tetraidrofurano (THF) in un matraccio a fondo tondo. Agitare la miscela per 4 ore a 75 °C in atmosfera N2 (figura 1A). NOTA: Per la procedura di sintesi del composto 1 e N-fenil-N-(4-(4,4,5,5-tetrametil-1,3,2-diossaborolan-2-il)fenil)naftalene-2-ammina, fare riferimento a Li et al21. Le strutture chimiche sono mostrate nella Figura 1A.</li>
	<li>Dopo il raffreddamento a temperatura ambiente, estinguere la reazione con acqua distillata (DI) (80 ml) ed estrarre la miscela con DCM (diclorometano)/H2O (30 ml) (tre volte). Purificare il prodotto grezzo mediante cromatografia su colonna16 (etere di petrolio:DCM = 10:1) per rendere HLY1 un solido verde (78 mg, resa 30%).</li>
	<li>Posizionare il colorante HLY1 sotto la protezione dell'azoto in frigorifero per un uso successivo. Questo può essere conservato per un massimo di 6 mesi.</li>
</ol>3. Preparazione di nanosonda sospendibile in acqua
<ol><li>Pesare HLY1 (1 mg) e materiali di incapsulamento anfipatico, 1,2-distearoyl-sn-glicero-3-fosfoetanolammina-N-[ammino(polietilenglicole)-2k (DSPE-PEG2k, 10 mg; vedere tabella dei materiali).</li>
	<li>Preparare HLY1 punti20 utilizzando DSPE-PEG2k come matrice di incapsulamento (metodo di nanoprecipitazione12) (Figura 1C). Sciogliere HLY1 in THF (1 mL) e aggiungerlo lentamente in un becher contenente la soluzione acquosa DSPE-PEG2k (9 mL) con sonicazione a 25 °C. Successivamente, rimuovere THF dalla miscela mediante dialisi20.</li>
	<li>Concentrare centrifugamente la soluzione di cui sopra con ultrafiltrazione 18 (7100 x g per10 min) e quindi metterla in un frigorifero a 4 °C per un uso futuro. Questo può essere conservato per un massimo di 1 mese. NOTA: La soluzione acquosa di nanosonda caricata da DSPE-PEG2k deve essere conservata a temperatura superiore a 0 °C e utilizzata il prima possibile.</li>
</ol>4. Costruzione di topi portatori di tumore
<ol><li>Coltura di cellule di carcinoma mammario di topo 4T1 (4T1) nel Modified Eagle Medium (DMEM) di Dulbecco, integrate con il 10% (v/v) di siero fetale bovino (FBS) e l'1% (v/v) di penicillina-streptomicina (vedi tabella dei materiali), e conservate in un incubatore umidificato con il 5% di CO2 a 37 °C.</li>
	<li>Per l'esperimento di imaging fluorescente NIR-II, coltura di cellule 4T1 (5 x 107) per 24 ore, digerire con tripsina (1 ml) e lavare due volte con DMEM senza siero (4 ml).</li>
	<li>Anestetizzare i topi trattando con isoflurano (2%). Confermare un'adeguata anestesia stimolando le dita dei piedi o le piante dei piedi dei topi e osservare se i topi rispondono. Se non c'è risposta, significa che l'anestesia è sufficiente32.</li>
	<li>Quindi, utilizzando un ago per iniezione di insulina, iniettare la miscela di cellule 4T1 nei topi attraverso iniezione sottocutanea (100 μL). Nota: gli studi di imaging NIR-II sono stati eseguiti ~ 2 settimane dopo l'inoculazione, quando il tumore era cresciuto fino a un volume di ~ 100 mm3. Prima dell'imaging tumorale NIR-II, confermare la dimensione del tumore. La dimensione del tumore è stata stimata da un calibro vernier elettronico per il presente studio11.</li>
</ol>5. Imaging a fluorescenza NIR-II in vivo
<ol><li>Anestetizzare i topi trattandoli con isoflurano (2%) ed eseguire l'imaging NIR-II di tutto il corpo dei topi utilizzando un sistema di imaging ottico NIR-II (vedere Tabella dei materiali). NOTA: Prestare attenzione al dosaggio dell'anestetico per evitare la morte dei topi. Generalmente, l'anestesia dura 5-10 minuti. Stimola le dita dei piedi o le piante dei piedi dei topi e osserva se i topi rispondono. Se non c'è risposta, significa che l'anestesia è sufficiente.</li>
	<li>Prendi una soluzione di punti HLY1 (0,8 mg/ml, 200 μL). Iniettare i punti HLY1 per via endovenosa nei topi anestetizzati e, 3 minuti dopo, eseguire l'imaging a fluorescenza NIR-II dei vasi sanguigni di tutto il corpo dei topi utilizzando un sistema di imaging NIR-II. Concentrati ulteriormente sulla testa del topo per raccogliere l'imaging vascolare cerebrale. NOTA: Utilizzare guanti sperimentali puliti durante l'imaging, che aiuteranno a ottenere immagini NIR-II pulite.</li>
	<li>Raccogliere le immagini 5 minuti dopo l'iniezione di punti HLY1 nei topi ed elaborare i dati utilizzando il software ImageJ. I parametri dello strumento del sistema di imaging ottico NIR-II sono 90 mW/cm2 (laser 808 nm).</li>
	<li>Al termine dell'esperimento, eutanasia gli animali seguendo protocolli istituzionalmente approvati. NOTA: Per il presente studio, gli animali sono stati eutanizzati esponendoli all'eccesso di 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>
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<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>
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</ol>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

L'imaging fluorescente NIR-I può essere utilizzato in una certa misura per l'imaging tumorale e vascolare, ma a causa della limitata lunghezza d'onda massima di emissione dei fluorofori NIR-I (<900 nm), si traduce in una scarsa penetrazione tissutale e rapporto di fondo del segnale tumorale33,34. Una risoluzione di imaging scarsa e bassa può causare una deviazione tra l'esito del trattamento di feedback di imaging e l'effettivo effetto terapeutico. Inoltre, la ma...

L'imaging a fluorescenza è lo strumento di imaging molecolare comunemente usato nella ricerca di base ed è anche spesso usato per guidare la resezione chirurgica del tumore nelle cliniche1. Il principio essenziale dell'imaging a fluorescenza è quello di impiegare una telecamera per ricevere la fluorescenza emessa da un laser dopo l'irradiazione di campioni (tessuti, organi, ecc.) 2. Il processo è completato in pochi millisecondi3. Le lunghezze d'onda dell'imaging a fluorescenza possono essere suddivise in ultravioletto (200-400 nm), regione visibile (400-700 nm), vicino infrarosso I (NIR-I, 700-900 nm) e vicino infrarosso II (NIR-II, 1000-1700 nm)4,5,6. Poiché le molecole endogene come l'emoglobina, la melanina, la deossiemoglobina e la bilirubina nei tessuti biologici hanno un forte assorbimento e un effetto di diffusione sulla luce nelle regioni visibili, la penetrazione e la sensibilità della luce sono notevolmente ridotte e l'imaging a fluorescenza nelle lunghezze d'onda della luce visibile è influenzato negativamente 7,8,9.
L'imaging a fluorescenza NIR-II ha un basso assorbimento e diffusione dei fotoni, un'elevata velocità di imaging e un elevato contrasto (o sensibilità) dell'immagine10,11. All'aumentare della lunghezza d'onda della fluorescenza, l'assorbimento e la diffusione della fluorescenza nei tessuti biologici diminuiscono gradualmente e l'autofluorescenza nella regione NIR-II è estremamente bassa12. Pertanto, la finestra NIR-II aumenta significativamente la profondità di penetrazione dei tessuti e ottiene una risoluzione più elevata e un rapporto segnale-rumore 13,14,15. La finestra NIR-II può essere ulteriormente suddivisa in NIR-IIa (1300-1400 nm) e NIR-lIb (1500-1700 nm) windows16. Ad oggi, sono stati segnalati diversi materiali NIR-II fondamentali, tra cui nanotubi di carbonio a parete singola di materiale inorganico, nanoparticelle di terre rare, punti quantici e nanoparticelle polimeriche semiconduttrici di materiali organici, coloranti a piccole molecole, materiali luminescenti indotti dall'aggregazione, ecc. 1,17,18,19,20,21,22. I nanomateriali inorganici si accumulano facilmente nel fegato, nella milza, ecc. e hanno una potenziale biotossicità a lungo termine23. Il fluoroforo organico a piccole molecole ha i vantaggi di metabolismo rapido, bassa tossicità, facile modifica e una struttura chiara, che è la sonda più promettente per uso clinico24.
Il sistema di imaging ottico NIR-II è anche un componente critico del bioimaging a fluorescenza perché può raccogliere efficacemente i segnali di fluorescenza NIR-II dalla sonda NIR-II, rendendo così precise immagini funzionali, anatomiche e molecolari25,26. Il sistema di imaging NIR-II comprende principalmente telecamere a infrarossi a onde corte, filtri passa-lungo (LP), laser e processori per computer. In vivo L'imaging fluorescente NIR-II è considerato uno degli approcci di imaging più fattibili per chiarire i meccanismi delle malattie e la natura della vita27,28,29. La tecnologia di imaging NIR-II è stata ampiamente utilizzata in campi biomedici come il rilevamento delle cellule tumorali, l'imaging dinamico, il tracciamento mirato in vivo e la terapia mirata, specialmente nella ricerca oncologica30,31. Tuttavia, considerando gli elevati requisiti tecnici della tecnologia di imaging NIR-II su sonde e strumenti di imaging, lascia anche perplessi e limita l'uso pratico dei ricercatori in diversi campi. Pertanto, la preparazione delle sonde di imaging NIR-II e le applicazioni dell'imaging NIR-II sono introdotte in dettaglio in questo articolo.

<table><tbody><tr><td>Piridina anidra</td><td>Perimed&nbsp;</td><td>110-86-1</td><td></td></tr><tr><td>Solfato di sodio anidro</td><td>Cina national medicines Co., Ltd</td><td>SY006376</td><td></td></tr><tr><td>Cartone nero</td><td>Suzhou Yingrui Optical Technology Co., Ltd</td><td>AO00158</td><td></td></tr><tr><td>Cromatografia su colonna</td><td>Chimica energetica</td><td>E080498</td><td></td></tr><tr><td>difenilfosfina dicloruro di palladio</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>Aquila modificata di Dulbecco media</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>Siero fetale bovino</td><td>Gibco</td><td>2166090RP</td><td></td></tr><tr><td>Isoflurane</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'- dimetilformammide</td><td>China national medicines Co., Ltd</td><td>02-12-1968</td><td></td></tr><tr><td>Strumento di imaging NIR-II</td><td>Suzhou Yingrui Optical Technology Co., Ltd</td><td>16011109</td><td></td></tr><tr><td>N-sulfenanilide</td><td>Enerry chimico&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>penicillina-streptomicina</td><td>Gibco</td><td>15140-122</td><td></td></tr><tr><td>Tetraidrofurano</td><td>Cina national medicines Co., Ltd</td><td>M005197</td><td></td></tr><tr><td>Tetratrifenilfosfina palladio</td><td>Immochem</td><td>1021232-5g</td><td></td></tr><tr><td>Tetratrifenilfosfina palladio</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>1021232-5g</td><td></td></tr><tr><td>Tributilstagno cloruro</td><td>Immochem</td><td></td><td></td>QH004335</tr><tr><td>Trimetilclorosilano</td><td>Cina medicine nazionali Co., Ltd</td><td>40060560</td><td></td></tr></tbody></table>

una sonda di fluorescenza nir-ii luminosa per l'imaging vascolare e tumorale

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

Come tecnologia di imaging emergente, l'imaging a fluorescenza nel vicino infrarosso II (NIR-II, 1000-1700 nm) ha un potenziale significativo nel campo biomedico, grazie alla sua elevata sensibilità, penetrazione dei tessuti profondi e imaging superiore con risoluzione spaziale e temporale. Tuttavia, il metodo per facilitare l'implementazione dell'imaging a fluorescenza NIR-II per alcuni campi urgentemente necessari, come la scienza medica e la farmacia, ha lasciato perplessi i ricercatori pertinenti. Questo protocollo descrive in dettaglio le applicazioni di costruzione e bioimaging di una sonda molecolare a fluorescenza NIR-II, HLY1, con uno scheletro D-A-D (donatore-accettore-donatore). HLY1 ha mostrato buone proprietà ottiche e biocompatibilità. Inoltre, l'imaging vascolare e tumorale NIR-II nei topi è stato eseguito utilizzando un dispositivo di imaging ottico NIR-II. Sono state acquisite immagini di fluorescenza NIR-II ad alta risoluzione in tempo reale per guidare l'individuazione di tumori e malattie vascolari. Dalla preparazione della sonda all'acquisizione dei dati, la qualità dell'imaging è notevolmente migliorata e viene garantita l'autenticità delle sonde molecolari NIR-II per la registrazione dei dati nell'imaging intravitale.

L'intensità fluorescente e la luminosità dei punti HLY1 sensibili all'acqua sono state determinate da uno strumento di imaging NIR-II. L'intensità fluorescente di HLY1 nella miscela 90% fwTHF/H2O era cinque volte superiore a quella della soluzione THF, il che indicava una caratteristica AIE prominente di HLY1 (Figura 1B). Inoltre, i punti HLY1 emettevano forti segnali fluorescenti sotto un filtro LP da 1.500 nm, dimostrando che i punti HLY1 possono essere utili...

Il presente protocollo descrive un'operazione di imaging a fluorescenza NIR-II dettagliata e in tempo reale di un topo utilizzando un dispositivo di imaging ottico NIR-II.

Una sonda di fluorescenza NIR-II luminosa per l'imaging vascolare e tumorale

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

L'imaging vascolare e tumorale ad alta risoluzione è stato realizzato dal nanoprob da vicino infrarosso a fluorescente, fornendo un metodo accurato ed efficace per dirigere le malattie vascolari e il cancro. L'imaging in vivo nella finestra NIR-II, che ci consente di esaminare in profondità il soggetto vivente, produce opportunità per la ricerca biomedica e le nostre applicazioni cliniche. Prepararsi per l'imaging nel vicino infrarosso II o NIR-II posizionando cartone nero disponibile in commercio al centro del supporto del dispositivo di imaging.Quindi, posizionare il campione sopra il cartone nero, in modo che sia al centro del corriere. Dopo aver selezionato il filtro appropriato, eseguire la regolazione dell'altezza della piattaforma. Premere a lungo l'opzione di piattaforma verso l'alto sull'interfaccia touchscreen dell'area di controllo della console di supporto per spostarla verso l'alto.E premere a lungo la piattaforma verso il basso per spostarla verso il basso. Dopo aver sintetizzato il colorante NIR-II HLY1, preparare i punti HLY1 con il metodo di nanoprecipitazione utilizzando DSPE-PEG-2K come matrice di incapsulamento. Per fare ciò, posizionare un becher contenente una soluzione di 10 milligrammi di DSPE-PEG-2K in nove millilitri di acqua per la sonicazione a 25 gradi Celsius.Quindi, sciogliere un milligrammo di HLY1 in un millilitro di tetraidrofurano o THF. E aggiungere lentamente la soluzione nella soluzione acquosa DSPE-PEG-2K sottoposta a sonicazione. Successivamente, rimuovere THF dalla miscela mediante dialisi.Dopo aver concentrato centrifugamente la soluzione di cui sopra con ultrafiltrazione a 7.100 G per 10 minuti, metterla in un frigorifero a quattro gradi Celsius per un uso futuro. Per l'imaging in vivo, iniettare i punti HLY1 per via endovenosa nei topi anestetizzati. E tre minuti dopo, procedere all'esecuzione dell'imaging a fluorescenza NIR-II dei vasi sanguigni di tutto il corpo dei topi utilizzando un sistema di imaging ottico NIR-II.Concentrati ulteriormente sulla testa del topo per raccogliere l'imaging vascolare cerebrale. Impostare i parametri dello strumento del sistema di imaging ottico NIR-II a 90 milliwatt per centimetro quadrato e laser a 808 nanometri. Raccogliere le immagini cinque minuti dopo l'iniezione di punti HLY1 nei topi ed elaborare i dati utilizzando il software ImageJ.L'intensità di fluorescenza di HLY1 nella soluzione al 90% di THF contenente il 90% di acqua era cinque volte superiore a quella della soluzione di THF, indicando un'emissione indotta dall'aggregazione o una caratteristica AIE di HLY1. I punti HLY1 emettevano forti segnali fluorescenti sotto un filtro passa-basso o LP da 1.500 nanometri, stabilendo la sua idoneità per l'imaging NIR-IIb. La lunghezza d'onda massima di assorbimento ed emissione dei punti HLY1 era rispettivamente di 740 nanometri e 1.040 nanometri.Inoltre, la dimensione idrodinamica dei punti HLY1 è stata determinata essere di 145 nanometri mediante diffusione dinamica della luce. Nei topi somministrati con punti HLY1, i vasi cerebrali e i micro vasi nell'arto posteriore sono stati identificati chiaramente dall'imaging NIR-II sotto un filtro LP da 1.500 nanometri. Inoltre, i quattro tumori T1 dei topi portatori di tumore erano anche chiaramente visibili dall'imaging NIR-II, indicando la maggiore permeabilità e ritenzione o effetto EPR dei punti HLY1.Tutti questi risultati hanno suggerito che i punti HLY1 sono una sonda di fluorescenza NIR-II brillante applicabile per l'imaging vascolare e tumorale. La preparazione della nanosonda sospendibile in acqua nell'ambito dell'imaging a fluorescenza in vivo e NIR-II è la parte più importante della procedura.

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