Name: Een heldere NIR-II fluorescentiesonde voor vasculaire en tumorbeeldvorming (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-03-17T14:55:00.000+00:00
Duration: 5 min 51 s
Description: Leer NIR-II fluorescentiebeeldvorming voor vasculaire en tumoronderzoek bij muizen met behulp van de HLY1-nanoprobe. Deze methode biedt hoge resolutie voor biomedisch onderzoek.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dit werk werd gedeeltelijk ondersteund door subsidies van NSFC (82273796, 82111530209), Special Funds for Guiding Local Science and Technology Development of Central Government (XZ202202YD0021C, XZ202102YD0033C, XZ202001YD0028C), Hubei Province Scientific and Technical Innovation Key Project (2020BAB058), de Fundamental Research Funds for the Central Universities en de Tibet Autonomous Region COVID-19 Prevention and Control Programs for Science and Technology Development.

Dierproeven voor NIR-II beeldvormingsstudies werden uitgevoerd in het Animal Experiment Center van de Universiteit van Wuhan, dat is bekroond met de International Association for Experimental Animal Care (AALAC). Alle dierstudies werden uitgevoerd volgens de richtlijnen van de China Animal Welfare Commission voor de verzorging en het gebruik van proefdieren en goedgekeurd door het Animal Care and Use Committee (IACUC) van het Animal Experimental Center van de Universiteit van Wuhan.
Vrouwelijke BALB/c naakte muizen (~20 g) op de leeftijd van 6 weken werden gebruikt voor deze studie.
1. NIR-II beeldvormingsvoorbereiding
<ol><li>Plaats in de handel verkrijgbaar zwart karton (zie materiaaltabel) in het midden van de drager. Plaats het monster vervolgens bovenop het zwarte karton, zodat het monster zich in het midden van de drager bevindt (een fase in het beeldvormingsapparaat). OPMERKING: In vergelijking met wit karton heeft zwart karton minder achtergrondinterferentie tijdens NIR-II-beeldvorming.</li>
	<li>Selecteer een geschikt filter op basis van de golflengte van de NIR-II sonde. Druk lang (>2 s) om het doosgebied (zoals 900 LP) dat overeenkomt met het filtermodel in de scherminterface te regelen wanneer het systeem het filter naar het optische beeldpad verplaatst.</li>
	<li>Druk lang op het platform op de aanraakscherminterface van het bedieningsgebied van de dragerconsole, zodat de drager consoles opslaat; druk lang op het platform naar beneden, zodat de drager naar beneden consoles kan worden geplaatst.</li>
	<li>Stel de platformhoogte in op "0 mm" (hoogteverstelling) en gebruik automatische scherpstelling om het NIR-II-beeld helder te maken.</li>
</ol>2. Synthese van NIR-II kleurstof (HLY1)
<ol><li>Weeg de grondstoffen af die nodig zijn voor het synthese-experiment. Zorg ervoor dat ze niet verslechteren.</li>
	<li>Voeg verbinding 1 (200 mg, 0,18 mmol), PdCl 2(dppf)2 CH 2 Cl 2 (28 mg, 0,04 mmol), N-fenyl-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)fenyl)naftaleen-2-amine (170 mg, 0,4 mmol) en K 2 CO3 (46 mg, 0,34 mmol) toe aantetrahydrofuraan (THF)-oplossing in een erlenmeyer van 25 ml met bodem. Roer het mengsel gedurende 4 uur bij 75 °C onder N 2-atmosfeer (figuur 1A). OPMERKING: Voor de syntheseprocedure van verbinding 1 en N-fenyl-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)fenyl)naftaleen-2-amine, zie Li et al21. De chemische structuren zijn weergegeven in figuur 1A.</li>
	<li>Blus na afkoeling tot omgevingstemperatuur de reactie met gedestilleerd (DI) water (80 ml) en extraheer het mengsel met DCM (dichloormethaan)/H2O (30 ml) (drie keer). Zuiver het ruwe product door kolomchromatografie 16 (petroleumether:DCM =10 :1) om van HLY1 een groene vaste stof te maken (78 mg, 30% opbrengst).</li>
	<li>Plaats de kleurstof HLY1 onder de bescherming van stikstof in de koelkast voor later gebruik. Dit kan maximaal 6 maanden bewaard worden.</li>
</ol>3. Bereiding van water-opschortende nanoprobe
<ol><li>Weeg HLY1 (1 mg) en amfipathische inkapselingsmaterialen, 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-fosfoethanolamine-N-[amino(polyethyleenglycol)-2k (DSPE-PEG2k, 10 mg; zie materiaaltabel).</li>
	<li>Bereid HLY1 punt20 voor door DSPE-PEG2k te gebruiken als een inkapselingsmatrix (nanoprecipitatiemethode12) (Figuur 1C). Los HLY1 op in THF (1 ml) en voeg langzaam toe aan een bekerglas met DSPE-PEG2k waterige oplossing (9 ml) met ultrasoonapparaat bij 25 °C. Verwijder vervolgens THF uit het mengsel door dialyse20.</li>
	<li>Concentreer de bovenstaande oplossing centrifugaal met ultrafiltratie 18 (7100 x g gedurende10 minuten) en plaats deze vervolgens in een koelkast van 4 °C voor toekomstig gebruik. Deze kan maximaal 1 maand bewaard worden. OPMERKING: De nanoprobe waterige oplossing geladen door DSPE-PEG2k moet boven 0 °C worden bewaard en zo snel mogelijk worden gebruikt.</li>
</ol>4. Constructie van tumordragende muizen
<ol><li>Kweek 4T1 borstkankercellen van muizen (4T1) in Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM), aangevuld met 10% (v/v) foetaal runderserum (FBS) en 1% (v/v) penicilline-streptomycine (zie Materiaaltabel), en onderhoud in een bevochtigde couveuse met 5% CO2 bij 37 °C.</li>
	<li>Voor het NIR-II fluorescerende beeldvormingsexperiment, kweek 4T1-cellen (5 x 107) gedurende 24 uur, verteer met trypsine (1 ml) en was tweemaal met serumvrije DMEM (4 ml).</li>
	<li>Verdoof de muizen door te behandelen met isofluraan (2%). Bevestig adequate verdoving door de tenen of de voetzolen van de muizen te stimuleren en observeer of de muizen reageren. Als er geen reactie is, betekent dit dat de anesthesie voldoende is32.</li>
	<li>Injecteer vervolgens met behulp van een insuline-injectienaald het 4T1-celmengsel in de muizen via subcutane injectie (100 μL). OPMERKING: NIR-II beeldvormingsstudies werden uitgevoerd ~ 2 weken na inenting, toen de tumor was gegroeid tot een volume van ~ 100 mm3. Voordat NIR-II tumor beeldvorming maakt, moet u de tumorgrootte bevestigen. De tumorgrootte werd geschat door een elektronische vernier remklauw voor de huidige studie11.</li>
</ol>5. In vivo NIR-II fluorescentie beeldvorming
<ol><li>Verdoof de muizen door te behandelen met isofluraan (2%) en voer NIR-II-beeldvorming uit van het hele lichaam van de muizen met behulp van een optisch NIR-II-beeldvormingssysteem (zie Materiaaltabel). OPMERKING: Let op de dosering van het verdovingsmiddel om muizendood te voorkomen. Over het algemeen duurt de anesthesie 5-10 minuten. Stimuleer de tenen of de voetzolen van de muizen en observeer of de muizen reageren. Als er geen reactie is, betekent dit dat de anesthesie voldoende is.</li>
	<li>Neem een oplossing van HLY1-stippen (0,8 mg / ml, 200 μl). Injecteer de HLY1-stippen intraveneus in de verdoofde muizen en voer 3 minuten later NIR-II-fluorescentiebeeldvorming uit van de bloedvaten van het hele muizenlichaam met behulp van een NIR-II-beeldvormingssysteem. Focus verder op het hoofd van de muis om vasculaire beeldvorming van de hersenen te verzamelen. OPMERKING: Gebruik schone experimentele handschoenen tijdens het beeldvormen, wat zal helpen om schone NIR-II-beelden te verkrijgen.</li>
	<li>Verzamel de beelden 5 minuten na de injectie van HLY1-stippen in muizen en verwerk de gegevens met behulp van ImageJ-software. De instrumentparameters van het optische NIR-II beeldvormingssysteem zijn 90 mW/cm2 (808 nm laser).</li>
	<li>Na voltooiing van het experiment, euthanaseer de dieren volgens institutioneel goedgekeurde protocollen. OPMERKING: Voor de huidige studie werden de dieren geëuthanaseerd door ze bloot te stellen aan een teveel aan isofluraan32.</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>

De auteurs hebben niets te onthullen.

NIR-I fluorescerende beeldvorming kan tot op zekere hoogte worden gebruikt voor tumor- en vasculaire beeldvorming, maar vanwege de beperkte maximale emissiegolflengte van NIR-I-fluoroforen (<900 nm), resulteert dit in slechte weefselpenetratie en tumorsignaalachtergrondverhouding33,34. Een slechte en lage beeldvormingsresolutie kan een afwijking veroorzaken tussen de uitkomst van de beeldvormingsfeedbackbehandeling en het werkelijke therapeutische effect. Bovendi...

Fluorescentiebeeldvorming is het veelgebruikte moleculaire beeldvormingsinstrument in fundamenteel onderzoek en wordt ook vaak gebruikt om chirurgische tumorresectie in kliniekente begeleiden 1. Het essentiële principe van fluorescentiebeeldvorming is om een camera te gebruiken om fluorescentie te ontvangen die door een laser wordt uitgezonden na de bestraling van monsters (weefsels, organen, enz.) 2. Het proces is binnen enkele milliseconden voltooid3. De fluorescentiebeeldgolflengten kunnen worden onderverdeeld in ultraviolet (200-400 nm), zichtbaar gebied (400-700 nm), nabij-infrarood I (NIR-I, 700-900 nm) en nabij-infrarood II (NIR-II, 1000-1700 nm)4,5,6. Omdat de endogene moleculen zoals hemoglobine, melanine, deoxyhemoglobine en bilirubine in biologische weefsels een sterke absorptie en een verstrooiend effect op het licht in zichtbare gebieden hebben, worden de penetratie en gevoeligheid van licht sterk verminderd en wordt de fluorescentiebeeldvorming in zichtbare lichtgolflengten nadelig beïnvloed 7,8,9.
NIR-II fluorescentiebeeldvorming heeft een lage fotonenabsorptie en -verstrooiing, een hoge beeldsnelheid en een hoog beeldcontrast (of gevoeligheid)10,11. Naarmate de fluorescentiegolflengte toeneemt, neemt de absorptie en verstrooiing van fluorescentie in biologische weefsels geleidelijk af en is de autofluorescentie in het NIR-II-gebied extreem laag12. Zo verhoogt het NIR-II-venster de penetratiediepte van weefsels aanzienlijk en verkrijgt het een hogere resolutie en signaal-ruisverhouding13,14,15. Het NIR-II venster kan verder worden onderverdeeld in de NIR-IIa (1300-1400 nm) en NIR-lIb (1500-1700 nm) windows16. Tot op heden zijn verschillende mijlpaal NIR-II-materialen gemeld, waaronder anorganisch materiaal enkelwandige koolstofnanobuizen, zeldzame aardnanodeeltjes, quantum dots en organische materiaal halfgeleiderpolymeer nanodeeltjes, kleinmolecuulkleurstoffen, aggregatie-geïnduceerde luminescerende materialen, enz. 1,17,18,19,20,21,22. Anorganische nanomaterialen worden gemakkelijk opgehoopt in de lever, milt, enz., en hebben potentiële biotoxiciteit op lange termijn23. Organische fluorofoor met kleine moleculen heeft de voordelen van een snel metabolisme, lage toxiciteit, eenvoudige modificatie en een duidelijke structuur, wat de meest veelbelovende sonde is voor klinisch gebruik24.
Het NIR-II optische beeldvormingssysteem is ook een cruciaal onderdeel van fluorescentiebioimaging omdat het effectief NIR-II-fluorescentiesignalen van de NIR-II-sonde kan verzamelen, waardoor nauwkeurige functionele, anatomische en moleculaire beelden25,26 worden weergegeven. Het NIR-II beeldvormingssysteem bestaat voornamelijk uit kortegolf infraroodcamera's, long-pass (LP) filters, lasers en computerprocessors. In vivo NIR-II fluorescerende beeldvorming wordt beschouwd als een van de meest haalbare beeldvormingsbenaderingen voor het ophelderen van de mechanismen van ziekten en de aard van het leven27,28,29. NIR-II beeldvormingstechnologie is op grote schaal gebruikt in biomedische gebieden zoals kankerceldetectie, dynamische beeldvorming, in vivo gerichte tracering en gerichte therapie, vooral in oncologisch onderzoek30,31. Gezien de hoge technische vereisten van NIR-II-beeldvormingstechnologie op beeldvormingsondes en -instrumenten, puzzelt en beperkt het echter ook het praktische gebruik van onderzoekers op verschillende gebieden. Daarom worden de voorbereiding van NIR-II imaging probes en de toepassingen van NIR-II imaging in detail geïntroduceerd in dit artikel.

<table><tbody><tr><td>Anhydrous pyridine</td><td>Perimed&nbsp;</td><td>110-86-1</td><td></td></tr><tr><td>Anhydrous sodium sulfate</td><td>China national medicines Co.,Ltd</td><td>SY006376</td><td></td></tr><tr><td>Black cardboard</td><td>Suzhou Yingrui Optical Technology Co., Ltd</td><td>AO00158</td><td></td></tr><tr><td>Column chromatography</td><td>Energy Chemical</td><td>E080498</td><td></td></tr><tr><td>Diphenylphosphine palladium dichloride</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 modified eagle medium&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>Fetal bovine serum</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 '- dimethylformamide</td><td>China national medicines Co.,Ltd</td><td>02-12-1968</td><td></td></tr><tr><td>NIR-II imaging instrument</td><td>Suzhou Yingrui Optical Technology Co., Ltd</td><td>16011109</td><td></td></tr><tr><td>N-sulfenanilide</td><td>Enerry chemical&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>penicillin-streptomycin</td><td>Gibco</td><td>15140-122</td><td></td></tr><tr><td>Tetrahydrofuran</td><td>China national medicines Co.,Ltd</td><td>M005197</td><td></td></tr><tr><td>Tetratriphenylphosphine palladium</td><td>Immochem</td><td>1021232-5g</td><td></td></tr><tr><td>Tetratriphenylphosphine palladium</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>1021232-5g</td><td></td></tr><tr><td>Tributyltin chloride</td><td>Immochem</td><td>QH004335</td><td></td></tr><tr><td>Trimethylchlorosilane</td><td>China national medicines Co.,Ltd</td><td>40060560</td><td></td></tr></tbody></table>

een heldere nir-ii fluorescentiesonde voor vasculaire en tumorbeeldvorming

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

Als een opkomende beeldvormingstechnologie heeft nabij-infrarood II (NIR-II, 1000-1700 nm) fluorescentiebeeldvorming een aanzienlijk potentieel op biomedisch gebied, vanwege de hoge gevoeligheid, diepe weefselpenetratie en superieure beeldvorming met ruimtelijke en temporele resolutie. De methode om de implementatie van NIR-II fluorescentiebeeldvorming voor sommige dringend noodzakelijke gebieden, zoals medische wetenschap en farmacie, te vergemakkelijken, heeft relevante onderzoekers echter verbaasd. Dit protocol beschrijft in detail de constructie en bioimaging toepassingen van een NIR-II fluorescentie moleculaire sonde, HLY1, met een D-A-D (donor-acceptor-donor) skelet. HLY1 vertoonde goede optische eigenschappen en biocompatibiliteit. Bovendien werd NIR-II vasculaire en tumorbeeldvorming bij muizen uitgevoerd met behulp van een NIR-II optisch beeldvormingsapparaat. Real-time hoge resolutie NIR-II fluorescentiebeelden werden verkregen om de detectie van tumoren en vaatziekten te begeleiden. Van sondevoorbereiding tot data-acquisitie, de beeldkwaliteit is sterk verbeterd en de authenticiteit van de NIR-II moleculaire sondes voor gegevensregistratie in intravitale beeldvorming is gewaarborgd.

De fluorescerende intensiteit en helderheid van wateropschortende HLY1-stippen werden bepaald door een NIR-II-beeldvormingsinstrument. De fluorescerende intensiteit van HLY1 in het 90% fwTHF/H2O-mengsel was vijf keer zo hoog als in de THF-oplossing, wat wees op een prominent AIE-kenmerk van HLY1 (figuur 1B). Bovendien zonden HLY1-stippen sterke fluorescerende signalen uit onder een LP-filter van 1.500 nm, wat aantoont dat HLY1-stippen kunnen worden gebruikt voo...

Het huidige protocol beschrijft een gedetailleerde, real-time NIR-II fluorescentie beeldvormingsoperatie van een muis met behulp van een NIR-II optisch beeldvormingsapparaat.

Een heldere NIR-II fluorescentiesonde voor vasculaire en tumorbeeldvorming

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

Hoge resolutie vasculaire en tumor beeldvorming werd gerealiseerd door de nabij-infrarode tot fluorescerende nanoprob, die een nauwkeurige en effectieve methode biedt voor het richten van vaatziekten en kanker. In vivo beeldvorming in het NIR-II-venster, dat ons in staat stelt om diep in levende onderwerpen te kijken, biedt kansen voor biomedisch onderzoek en onze klinische toepassingen. Bereid u voor op de nabij-infrarood II- of NIR-II-beeldvorming door in de handel verkrijgbaar zwart karton in het midden van de drager van het beeldvormingsapparaat te plaatsen.Plaats het monster vervolgens bovenop het zwarte karton, zodat het zich in het midden van de drager bevindt. Nadat u het juiste filter hebt geselecteerd, voert u de platformhoogteaanpassing uit. Druk lang op de optie van het platform omhoog op de touchscreen-interface van het bedieningsgebied van de dragerconsole om deze naar boven te verplaatsen.En druk lang op het platform om het naar beneden te bewegen. Na het synthetiseren van de NIR-II-kleurstof HLY1, bereidt u de HLY1-stippen voor met behulp van de nanoprecipitatiemethode met behulp van DSPE-PEG-2K als een inkapselingsmatrix. Plaats hiervoor een bekerglas met een oplossing van 10 milligram DSPE-PEG-2K in negen milliliter water voor ultrasoonapparaat bij 25 graden Celsius.Los vervolgens één milligram HLY1 op in één milliliter tetrahydrofuraan of THF. En voeg de oplossing langzaam toe aan de DSPE-PEG-2K waterige oplossing die sonicatie ondergaat. Verwijder vervolgens THF uit het mengsel door dialyse.Nadat u de bovenstaande oplossing centrifugaal hebt geconcentreerd met ultrafiltratie op 7, 100 G gedurende 10 minuten, plaatst u deze in een koelkast van vier graden Celsius voor toekomstig gebruik. Voor in vivo beeldvorming, injecteer de HLY1-stippen intraveneus in de verdoofde muizen. En drie minuten later, ga verder met het uitvoeren van NIR-II fluorescentie beeldvorming van de bloedvaten van het hele lichaam van de muizen met behulp van een optisch NIR-II beeldvormingssysteem.Focus verder op het hoofd van de muis om vasculaire beeldvorming van de hersenen te verzamelen. Stel de instrumentparameters van het optische NIR-II-beeldvormingssysteem in op 90 milliwatt per vierkante centimeter en 808 nanometer laser. Verzamel de beelden vijf minuten na de injectie van HLY1-stippen in muizen en verwerk de gegevens met behulp van ImageJ-software.De fluorescentie-intensiteit van HLY1 in de 90% THF-oplossing met 90% water was vijf keer zo hoog als in de THF-oplossing, wat wijst op een prominente aggregatie-geïnduceerde emissie of AIE-kenmerk van HLY1. De HLY1-stippen zonden sterke fluorescerende signalen uit onder een 1.500 nanometer laagdoorlaat- of LP-filter om de geschiktheid voor NIR-IIb-beeldvorming vast te stellen. De maximale absorptie- en emissiegolflengte van HLY1-stippen was respectievelijk 740 nanometer en 1.040 nanometer.Bovendien werd de hydrodynamische grootte van HLY1-stippen bepaald op 145 nanometer door dynamische lichtverstrooiing. Bij muizen toegediend met HLY1-stippen werden de hersenvaten en de microvaten in de achterpoot duidelijk geïdentificeerd door NIR-II-beeldvorming onder een LP-filter van 1.500 nanometer. Verder was de vier T1-tumor van de tumordragende muizen ook duidelijk zichtbaar door NIR-II-beeldvorming, wat wijst op de verbeterde permeabiliteit en retentie of EPR-effect van HLY1-stippen.Al deze resultaten suggereerden dat HLY1-stippen een heldere NIR-II fluorescentiesonde zijn die van toepassing is op vasculaire en tumorbeeldvorming. Voorbereiding van de waterzwevende nanoprobe onder de in vivo en NIR-II fluorescentiebeeldvorming is het belangrijkste onderdeel van de procedure.

a-bright-nir-ii-fluorescence-probe-for-vascular-and-tumor-imaging

Research

JoVE Journal

Medicine

Geneeskunde

We detail een nieuw nabij-infrarood fluorescentie (NIRF) katheter voor twee-dimensionale intravasculaire moleculaire beeldvorming van plaque...

In vivo Near Infrared Fluorescentie (NIRF) Intravasculaire Moleculaire Beeldvorming van Inflammatoire Plaque, een multimodale aanpak Imaging Atherosclerose

Recent ontwikkelde beeldvormende technieken met behulp van nabij-infrarood fluorescentie (NIRF) kan helpen verduidelijken van de rol het lymfestelsel speelt in kanker metastase, immuunrespons, wondheling, en andere lymfatische-geassocieerde ziekten.

Niet-invasieve optische beeldvorming van de lymfatische vasculatuur van een muis

In dit artikel presenteren we een methode om tumor bloedvaten analyseren in vivo met behulp van dynamische contrast-verbeterde fluorescentie videomicroscopie. Twee kwantitatieve parameters werden overgenomen: functionele capillaire dichtheid als gevolg van de doorbloeding van de tumor, en de index lekkage als gevolg van de lekkage van de endotheliale wand.

In vivo beeldvorming van tumorale angiogenese met behulp van fluorescentie confocale videomicroscopie

A Novel Hoge-resolutie<em&gt; In vivo</em&gt; Imaging techniek om de Dynamic Response van intracraniële structuren om tumorgroei en Therapeutics Studie

We beschrijven een multi-angle rotatie optische beeldvorming (Maroi) systeem voor in vivo kwantificatie van een fluorescerende marker door saposine C (SAPC)-dioleoylfosfatidylserine (DOPS) nanovesicles geleverd. Gebruikmakend muismodellen van kanker en artritis, laten we zien hoe de Maroi signaalverloop analyse kan worden gebruikt voor een nauwkeurige kartering en biologische karakterisering van ziekteprocessen.

In vivo optische beeldvorming van hersentumoren en artritis met fluorescerende SAPC-DOPS nanovesicles

Near-infrared fluorescerentie (NIRF) beeldvorming kan het therapeutische resultaat van borstkankerchirurgie verbeteren door intraoperatieve tumorlokalisatie en evaluatie van de chirurgische margestatus mogelijk te maken. Met behulp van weefselsimulerende borstphantoms die fluorescente tumor-simulerende inclusies bevatten, kunnen potentiële klinische toepassingen van NIRF-beeldvorming bij borstkankerpatiënten worden beoordeeld voor standaardiserings- en trainingsdoeleinden.

Tissue-simuleren Phantoms voor de beoordeling van potentiële nabij-infrarood fluorescentie beeldvorming Toepassingen in Borstkanker Chirurgie

Dit protocol beschrijft de intravital beeldvorming van transgene muizen uiting van cel-specifieke fluorescente markeringen. Intravital imaging biedt een niet-invasieve methode voor hoge resolutie waarnemingen in levende dieren met behulp van implanteerbare windows waardoor de microscopische visualisatie van de processen mogelijk is. Deze methode is vooral handig om longitudinale processen te bestuderen.

Intravital microscopie van Tumor-geassocieerde therapieën met behulp van geavanceerde dorsale huidplooien venster Chambers op transgene fluorescerende muizen

Beschrijven we een protocol voor preklinische in vivo volgen van kanker uitzaaiingen. Het is gebaseerd op een verslaggever van de radionuclide-fluorescentie combineren de natrium jodide symporter, ontdekt door niet-invasieve [18F] Zilvertetrafluorboraat-PET, en een fluorescente proteïne voor gestroomlijnde ex vivo bevestiging. De methode is toepasbaar voor preklinische in vivo cel bijhouden dan tumor biologie.

Radionuclide-fluorescentie Reporter Gene Imaging als u wilt bijhouden van de Tumor progressie in knaagdier Tumor modellen

Dit protocol beschrijft de oprichting van een tumor-lager muismodel om te controleren van de progressie van de tumor en angiogenese in real-time door dubbele bioluminescentie beeldvorming.

Dubbele bioluminescentie beeldvorming van tumor progressie en angiogenese

Een dual-mode imaging-systeem is ontwikkeld voor non-contact beoordeling van cutane zuurstofvoorziening van de weefsels en vasculaire functie.

Dual-mode beeldvorming van Cutane zuurstofvoorziening van de weefsels en de vaatfunctie

Leer NIR-II fluorescentiebeeldvorming voor vasculaire en tumoronderzoek bij muizen met behulp van de HLY1-nanoprobe. Deze methode biedt hoge resolutie voor biomedisch onderzoek.

Een heldere NIR-II fluorescentiesonde voor vasculaire en tumorbeeldvorming

Meer video's verkennen