Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

مسبار مضان ساطع NIR-II لتصوير الأوعية الدموية والأورام

Published: March 17, 2023 doi: 10.3791/64875
Automatic Translation
*1,2, *1, 1,2
1College of Science, Research Center for Ecology, Laboratory of Extreme Environmental Biological Resources and Adaptive Evolution, Tibet University, 2State Key Laboratory of Virology, Key Laboratory of Combinatorial Biosynthesis and Drug Discovery (MOE) and Hubei Province Engineering and Technology Research Center for Fluorinated Pharmaceuticals, Wuhan University School of Pharmaceutical Sciences
* These authors contributed equally

Summary

يصف هذا البروتوكول عملية تصوير مضان NIR-II مفصلة في الوقت الحقيقي لفأر باستخدام جهاز تصوير بصري NIR-II.

Abstract

كتقنية تصوير ناشئة ، فإن التصوير الفلوري القريب من الأشعة تحت الحمراء II (NIR-II ، 1000-1700 نانومتر) له إمكانات كبيرة في المجال الطبي الحيوي ، نظرا لحساسيته العالية ، واختراق الأنسجة العميقة ، والتصوير الفائق بدقة مكانية وزمانية. ومع ذلك ، فإن طريقة تسهيل تنفيذ التصوير الفلوري NIR-II لبعض المجالات التي تمس الحاجة إليها ، مثل العلوم الطبية والصيدلة ، قد حيرت الباحثين المعنيين. يصف هذا البروتوكول بالتفصيل تطبيقات البناء والتصوير الحيوي للمسبار الجزيئي الفلوري NIR-II ، HLY1 ، مع هيكل عظمي D-A-D (مانح - متقبل - مانح). أظهر HLY1 خصائص بصرية جيدة وتوافقا حيويا. علاوة على ذلك ، تم إجراء تصوير الأوعية الدموية والأورام NIR-II في الفئران باستخدام جهاز التصوير البصري NIR-II. تم الحصول على صور مضان عالية الدقة NIR-II في الوقت الفعلي لتوجيه الكشف عن الأورام وأمراض الأوعية الدموية. من إعداد المسبار إلى الحصول على البيانات ، تم تحسين جودة التصوير بشكل كبير ، وتم ضمان صحة المجسات الجزيئية NIR-II لتسجيل البيانات في التصوير داخل الجسم.

Introduction

التصوير الفلوري هو أداة التصوير الجزيئي شائعة الاستخدام في الأبحاث الأساسية ، وغالبا ما يستخدم أيضا لتوجيه استئصال الورم الجراحي في العيادات1. المبدأ الأساسي للتصوير الفلوري هو استخدام كاميرا لتلقي التألق المنبعث من الليزر بعد تشعيع العينات (الأنسجة والأعضاء وما إلى ذلك) 2. اكتمال العملية في غضون بضعة أجزاء من الثانية3. يمكن تقسيم الأطوال الموجية للتصوير الفلوري إلى الأشعة فوق البنفسجية (200-400 نانومتر) ، والمنطقة المرئية (400-700 نانومتر) ، والأشعة تحت الحمراء القريبة I (NIR-I ، 700-900 نانومتر) ، والأشعة تحت الحمراء القريبة II (NIR-II ، 1000-1700 نانومتر)4،5،6. نظرا لأن الجزيئات الداخلية مثل الهيموجلوبين والميلانين والديوكسي هيموغلوبين والبيليروبين في الأنسجة البيولوجية لها امتصاص قوي وتأثير تشتت على الضوء في المناطق المرئية ، يتم تقليل تغلغل الضوء وحساسيته بشكل كبير ، ويتأثر التصوير الفلوري في الأطوال الموجية للضوء المرئي سلبا7،8،9.

يتميز التصوير الفلوري NIR-II بامتصاص منخفض للفوتون وتشتيته ، وسرعة تصوير عالية ، وتباين صورة عالي (أو حساسية) 10,11. مع زيادة الطول الموجي الفلوري ، ينخفض امتصاص وتشتت التألق في الأنسجة البيولوجية تدريجيا ، ويكون التألق التلقائي في منطقة NIR-II منخفضا للغاية12. وبالتالي ، فإن نافذة NIR-II تزيد بشكل كبير من عمق تغلغل الأنسجة وتحصل على دقة أعلى ونسبة إشارة إلى ضوضاء13،14،15. يمكن تقسيم نافذة NIR-II إلى نوافذ NIR-IIa (1300-1400 نانومتر) و NIR-lIb (1500-1700 نانومتر)16. حتى الآن ، تم الإبلاغ عن العديد من المواد البارزة NIR-II ، بما في ذلك الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار للمواد غير العضوية ، والجسيمات النانوية الأرضية النادرة ، والنقاط الكمومية ، والجسيمات النانوية لبوليمر أشباه الموصلات للمواد العضوية ، والأصباغ ذات الجزيئات الصغيرة ، والمواد المضيئة التي يسببها التجميع ، إلخ. 1,17,18,19,20,21,22. تتراكم المواد النانوية غير العضوية بسهولة في الكبد والطحال وما إلى ذلك ، ولها سمية حيوية محتملة على المدىالطويل 23. يتميز الفلوروفور العضوي ذو الجزيئات الصغيرة بمزايا التمثيل الغذائي السريع ، والسمية المنخفضة ، والتعديل السهل ، والبنية الواضحة ، وهو أكثر مسبار واعد للاستخدام السريري24.

يعد نظام التصوير البصري NIR-II أيضا مكونا مهما في التصوير الحيوي الفلوري لأنه يمكنه جمع إشارات مضان NIR-II بشكل فعال من مسبار NIR-II ، مما يجعل الصور الوظيفية والتشريحية والجزيئية الدقيقة25,26. يتكون نظام التصوير NIR-II بشكل أساسي من كاميرات الأشعة تحت الحمراء على الموجات القصيرة ومرشحات التمرير الطويل (LP) والليزر ومعالجات الكمبيوتر. في الجسم الحي يعتبر التصوير الفلوري NIR-II أحد أكثر طرق التصوير جدوى لتوضيح آليات الأمراض وطبيعة الحياة27،28،29. تم استخدام تقنية التصوير NIR-II على نطاق واسع في المجالات الطبية الحيوية مثل اكتشاف الخلايا السرطانية ، والتصوير الديناميكي ، والتتبع المستهدف في الجسم الحي ، والعلاج الموجه ، خاصة في أبحاث الأورام30,31. ومع ذلك ، بالنظر إلى المتطلبات التقنية العالية لتكنولوجيا التصوير NIR-II على مجسات وأدوات التصوير ، فإنها تحير وتقيد الاستخدام العملي للباحثين في مختلف المجالات. لذلك ، يتم تقديم إعداد مجسات التصوير NIR-II وتطبيقات التصوير NIR-II بالتفصيل في هذه المقالة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

أجريت التجارب على الحيوانات لدراسات التصوير NIR-II في مركز التجارب الحيوانية بجامعة ووهان ، والذي حصل على الرابطة الدولية لرعاية التجارب (AALAC). أجريت جميع الدراسات على الحيوانات وفقا لإرشادات لجنة رعاية الحيوان الصينية لرعاية واستخدام التجارب ووافقت عليها لجنة رعاية واستخدام الحيوان (IACUC) التابعة لمركز التجارب الحيوانية بجامعة ووهان.

تم استخدام إناث الفئران العارية BALB / c (~ 20 جم) في عمر 6 أسابيع في الدراسة الحالية.

1. إعداد التصوير NIR-II

  1. ضع الورق المقوى الأسود المتاح تجاريا (انظر جدول المواد) في وسط الناقل. ثم ضع العينة أعلى الورق المقوى الأسود ، بحيث تكون العينة في وسط الناقل (مرحلة موجودة في جهاز التصوير).
    ملاحظة: بالمقارنة مع الورق المقوى الأبيض ، فإن الورق المقوى الأسود لديه تداخل أقل في الخلفية أثناء التصوير NIR-II.
  2. حدد مرشحا مناسبا بناء على الطول الموجي لمسبار NIR-II. اضغط لفترة طويلة (>2 ثانية) للتحكم في منطقة الصندوق (مثل 900 LP) المقابلة لطراز المرشح في واجهة الشاشة عندما يحرك النظام المرشح إلى مسار التصوير البصري.
  3. اضغط لفترة طويلة على المنصة لأعلى على واجهة الشاشة التي تعمل باللمس لمنطقة التحكم في وحدة التحكم في وحدة التحكم في الناقل بحيث يتم تشغيل وحدات تحكم الناقل ؛ اضغط لفترة طويلة على المنصة لأسفل حتى يتم إيقاف وحدات تحكم الناقل.
  4. اضبط ارتفاع المنصة على "0 مم" (ضبط الارتفاع) واستخدم التركيز التلقائي لجعل صورة NIR-II واضحة.

2. تخليق صبغة NIR-II (HLY1)

  1. وزن المواد الخام اللازمة لتجربة التوليف. تأكد من أنها لا تتدهور.
  2. أضف المركب 1 (200 مجم ، 0.18 مليمول) ، PdCl 2 (dppf) 2 CH 2 Cl 2 (28 مجم ، 0.04 مليمول) ، N-phenyl-N- (4- (4،4،5،5-رباعي ميثيل -1،3،2-ديوكسابورولان-2-يل) فينيل) النفثالين-2-أمين (170 مجم ، 0.4 مليمول) ، و K 2 CO3 (46 مجم ، 0.34 مليمول) إلى محلول رباعي هيدروفوران (THF) في دورق دائري القاع 25 مل. حرك الخليط لمدة 4 ساعات عند 75 درجة مئوية تحت N2 الغلاف الجوي (الشكل 1 أ).
    ملاحظة: لإجراء تخليق المركب 1 و N-phenyl-N- (4- (4،4،5،5-رباعي ميثيل-1،3،2-ديوكسابورولان-2-يل) فينيل) النفثالين-2-أمين ، راجع Li etal 21. التراكيب الكيميائية موضحة في الشكل 1 أ.
  3. بعد التبريد إلى درجة الحرارة المحيطة ، قم بإخماد التفاعل بالماء المقطر (DI) (80 مل) ، واستخرج الخليط باستخدام DCM (ثنائي كلورو ميثان) / H2O (30 مل) (ثلاث مرات). تنقية المنتج الخام عن طريق كروماتوغرافيا العمود 16 (الأثير البترولي: DCM =10 : 1) لجعل HLY1 مادة صلبة خضراء (78 مجم ، عائد 30٪).
  4. ضع الصبغة HLY1 تحت حماية النيتروجين في الثلاجة لاستخدامها لاحقا. يمكن تخزين هذا لمدة تصل إلى 6 أشهر.

3. إعداد نانوبروب الماء

  1. وزن HLY1 (1 ملغ) ومواد التغليف البرمائي ، 1،2-ديستيرويل-سن-غليسيرو-3-فوسفوإيثانولامين-N- [أمينو (بولي إيثيلين جلايكول) -2 ك (DSPE-PEG2k ، 10 ملغ ؛ انظر جدول المواد).
  2. قم بإعداد نقاط HLY120 باستخدام DSPE-PEG2k كمصفوفة تغليف (طريقة الترسيبالنانوي 12) (الشكل 1C). قم بإذابة HLY1 في THF (1 مل) وأضفه ببطء إلى دورق يحتوي على محلول مائي DSPE-PEG2k (9 مل) مع صوتنة عند 25 درجة مئوية. بعد ذلك ، قم بإزالة THF من الخليط عن طريق غسيل الكلى20.
  3. ركز المحلول أعلاه بالطرد المركزي باستخدام الترشيح الفائق 18 (7100 × جم لمدة10 دقائق) ثم ضعه في ثلاجة 4 درجات مئوية للاستخدام في المستقبل. يمكن تخزين هذا لمدة تصل إلى 1 شهر.
    ملاحظة: يجب تخزين المحلول المائي النانوي المحمل بواسطة DSPE-PEG2k فوق 0 درجة مئوية واستخدامه في أسرع وقت ممكن.

4. بناء الفئران الحاملة للورم

  1. زراعة خلايا سرطان الثدي في الفئران 4T1 (4T1) في وسط النسر المعدل (DMEM) من Dulbecco ، مكملة ب 10٪ (v / v) مصل بقري جنيني (FBS) و 1٪ (v / v) بنسلين-ستربتومايسين (انظر جدول المواد) ، والاحتفاظ بها في حاضنة مرطبة مع 5٪ CO2 عند 37 درجة مئوية.
  2. بالنسبة لتجربة التصوير الفلوري NIR-II ، قم بزراعة خلايا 4T1 (5 × 107) لمدة 24 ساعة ، وهضمها بالتربسين (1 مل) ، واغسلها مرتين باستخدام DMEM الخالي من المصل (4 مل).
  3. تخدير الفئران عن طريق العلاج مع الأيزوفلوران (2 ٪). تأكد من التخدير الكافي عن طريق تحفيز أصابع القدم أو باطن أقدام الفئران ، ولاحظ ما إذا كانت الفئران تستجيب. إذا لم يكن هناك استجابة ، فهذا يعني أن التخدير يكفي32.
  4. ثم ، باستخدام إبرة حقن الأنسولين ، قم بحقن خليط الخلايا 4T1 في الفئران من خلال الحقن تحت الجلد (100 ميكرولتر).
    ملاحظة: أجريت دراسات التصوير NIR-II ~ 2 أسابيع بعد التلقيح ، عندما نما الورم إلى حجم ~ 100 ملم3. قبل تصوير الورم NIR-II ، يرجى تأكيد حجم الورم. تم تقدير حجم الورم بواسطة الفرجار الورني الإلكتروني للدراسة الحالية11.

5. في الجسم الحي التصوير الفلوري NIR-II

  1. تخدير الفئران عن طريق العلاج بالإيزوفلوران (2٪) وإجراء تصوير NIR-II لكامل جسم الفئران باستخدام نظام تصوير NIR-II البصري (انظر جدول المواد).
    ملاحظة: انتبه إلى جرعة المخدر لتجنب موت الفئران. بشكل عام ، يستمر التخدير لمدة 5-10 دقائق. تحفيز أصابع القدم أو باطن أقدام الفئران ، ومراقبة ما إذا كانت الفئران تستجيب. إذا لم يكن هناك استجابة ، فهذا يعني أن التخدير كاف.
  2. خذ محلول من نقاط HLY1 (0.8 مجم / مل ، 200 ميكرولتر). حقن نقاط HLY1 عن طريق الوريد في الفئران المخدرة ، وبعد 3 دقائق ، قم بإجراء تصوير مضان NIR-II للأوعية الدموية لكامل جسم الفئران باستخدام نظام تصوير NIR-II. ركز أكثر على رأس الفأر لجمع تصوير الأوعية الدموية في الدماغ.
    ملاحظة: استخدم قفازات تجريبية نظيفة أثناء التصوير ، مما سيساعد في الحصول على صور نظيفة من NIR-II.
  3. اجمع الصور بعد 5 دقائق من حقن نقاط HLY1 في الفئران ، وقم بمعالجة البيانات باستخدام برنامج ImageJ. معلمات الجهاز لنظام التصوير البصري NIR-II هي 90 ميغاواط / سم2 (ليزر 808 نانومتر).
  4. عند الانتهاء من التجربة ، القتل الرحيم للحيوانات باتباع البروتوكولات المعتمدة مؤسسيا.
    ملاحظة: بالنسبة للدراسة الحالية ، تم القتل الرحيم للحيوانات عن طريق تعريضها للإيزوفلوران32 الزائد.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

تم تحديد كثافة الفلورسنت وسطوع نقاط HLY1 المعلقة بالماء بواسطة أداة تصوير NIR-II. كانت شدة الفلورسنت ل HLY1 في خليط 90٪ fwTHF / H2O خمسة أضعاف تلك الموجودة في محلول THF ، مما يشير إلى ميزة AIE البارزة ل HLY1 (الشكل 1B). علاوة على ذلك ، تنبعث نقاط HLY1 من إشارات الفلورسنت القوية تحت مرشح LP 1500 نانومتر ، مما يدل على أنه يمكن استخدام نقاط HLY1 لتصوير NIR-IIb (الشكل 1D). كان الحد الأقصى للامتصاص والحد الأقصى للطول الموجي للانبعاث لنقاط HLY1 740 نانومتر و 1040 نانومتر على التوالي (الشكل 2 أ). علاوة على ذلك ، تم تحديد الحجم الهيدروديناميكي لنقاط HLY1 ليكون 145 نانومتر عن طريق تشتت الضوء الديناميكي (DLS) (الشكل 2B). تم إعطاء نقاط HLY1 (0.2 مل ، 0.8 مجم / مل) في الفئران الطبيعية Balb / c عن طريق حقن الوريد الخلفي لتصوير الأوعية الدموية (الشكل التكميلي 1). تم تحديد الأوعية الدقيقة في الطرف الخلفي بوضوح تحت مرشح LP 1500 نانومتر (الشكل 3B). بالإضافة إلى ذلك ، تم تحديد الأوعية الدماغية بوضوح تحت مرشح LP 1500 نانومتر (الشكل 3 أ). كما تم تقييم أداء التصوير NIR-II لنقاط HLY1 في الفئران الحاملة للورم 4T1 من خلال نظام التصوير NIR-II. تم حقن نقاط HLY1 (0.2 مل ، 0.8 مجم / مل) عن طريق الوريد في فئران 4T1 عبر الوريد الذيل. كان الورم 4T1 للفئران الحاملة للورم مرئيا بوضوح من خلال التصوير NIR-II (الشكل 3C) ، مما يشير إلى تأثير EPR لنقاط HLY1. تشير كل هذه النتائج إلى أن نقاط HLY1 هي مسبار مضان ساطع NIR-II ، والذي ينطبق على تصوير الأوعية الدموية والأورام.

Figure 1
الشكل 1: تخليق جزيئات الصبغة وإعداد مجسات قابلة للتعليق بالماء. (أ) المسار الاصطناعي ل HLY1 (أ: Pd (dppf) Cl 2 CH 2 Cl 2 ، K 2 CO3 ، 75 درجةمئوية). (ب) صور NIR-II ل HLY1 في THF و 90٪ f w THF / H 2 O (1000 نانومتر LP ،2مللي ثانية). (ج) رسم تخطيطي لإعداد نقاط HLY1. (د) شدة الفلورسنت NIR-IIb لنقاط HLY1 في محلول مائي (1500 نانومتر LP ، 200 مللي ثانية). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 2
الشكل 2: الخواص البصرية والحجم الهيدروديناميكي لنقاط HLY1. أ: أطياف الامتصاص والانبعاث لنقاط HLY1 في محلول مائي. (ب) DLS لنقاط HLY1. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 3
الشكل 3: التصوير الفلوري NIR-II باستخدام نقاط HLY1. (أ) تصوير الأوعية الدموية في الدماغ في الفئران (1500 نانومتر LP ، وقت التعرض 300 مللي ثانية). شريط المقياس: 2 سم. (B) تصوير الأوعية الدموية لكامل الجسم في الفئران (1500 نانومتر LP ، 300 مللي ثانية). (C) تصوير الورم 4T1 (1250 نانومتر LP ، 30 مللي ثانية). شريط المقياس: 1 سم. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الشكل التكميلي 1: إعداد التصوير NIR-II. (أ) رسم تخطيطي لحقن نقاط HLY1 في الفئران. (ب) صورة جهاز التصوير NIR-II. الرجاء الضغط هنا لتنزيل هذا الملف.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

يمكن استخدام التصوير الفلوري NIR-I إلى حد ما لتصوير الورم والأوعية الدموية ، ولكن نظرا للطول الموجي الأقصى المحدود للانبعاث لفلوروفورات NIR-I (<900 نانومتر) ، فإنه يؤدي إلى ضعف تغلغل الأنسجة ونسبة خلفية إشارة الورم33,34. قد تتسبب دقة التصوير الضعيفة والمنخفضة في حدوث انحراف بين نتيجة علاج التغذية المرتدة للتصوير والتأثير العلاجي الفعلي. بالإضافة إلى ذلك ، فإن معظم فلوروفورات NIR-I لديها استقرار بصري ضعيف واستقلاب سريع للغاية ، مما يؤدي إلى عدم الاستقرار في عملية التصوير. بسبب انخفاض تغلغل الأنسجة وعدم استقرار فلوروفورات NIR-I ، فإن التطبيق في تصوير الأورام والأوعية الدموية محدود إلى حد كبير35. بالمقارنة مع ضوء NIR-I ، يتميز التصوير الفلوري NIR-II بمزايا تقليل تشتت الفوتون وامتصاصه بشكل كبير ، وانخفاض التألق التلقائي للأنسجة ، واختراق أقوى لأنسجة الجسم ، ودقة تصوير أفضلللزمكان 36.

توضح هذه المقالة صبغة AIE ساطعة تعتمد على هيكل عظمي D-A-D ، والذي يتمتع باستقرار ممتاز. تم استخدام طريقة فعالة للترسيب النانوي لإعداد مسبار نانوي للتصوير الحيوي متعدد الأغراض ، بما في ذلك أمراض الأوعية الدموية وتصوير الأورام. يرجع العائد الكمي العالي في المحلول المائي إلى خصائص الإنارة الناتجة عن التجميع ، والتي يمكن أن تحقق تصويرا عالي الدقة NIR-II بجرعة منخفضة وأمن بيولوجي عالي. يحدد سطوع مسبار NIR-II وقابلية الذوبان في الماء جودة التصوير. بالإضافة إلى ذلك ، عند حقن مسبار في الماوس ، من الضروري تجنب تسرب المسبار إلى ذيل الفأر ، مما يؤثر على دقة نتائج التصوير. تقتصر طريقة الإعطاء الحالية فقط على الحقن في الوريد ، ولا يمكنها استخدام طرق حقن متعددة ، وهو قيد على الطريقة الحالية. بالإضافة إلى ذلك ، لا يمكن تجميع المسبار النانوي NIR-II لهذه الطريقة إلا للهدف عن طريق الاستهداف السلبي ، ولا يمكنه تحديد أهداف محددة عن طريق الاستهداف النشط.

في عملية تنفيذ التصوير NIR-II ، يعد تشغيل جهاز NIR-II مهما أيضا للحصول على الصور. للحصول على تصوير عالي الدقة للأوعية الدموية ، يجب تركيز كاميرا InGaAs على الماوس ووضعها بالقرب من الماوس ، مما يجعل من السهل مراقبة الأوعية الدموية الدقيقة. لتصوير الورم ، يجب أن تتراكم المجسات بشكل فعال في الورم ، ويجب أن ينبعث مضان NIR-II من المجسات المتراكمة في الورم ، مما يميز بشكل فعال الحدود بين الورم والأنسجة المحيطة. بسبب الحساسية العالية للتصوير الفلوري NIR-II ، يمكن ملاحظة الصور ديناميكيا أثناء التصوير ، وهو ما تفتقر إليه العديد من تقنيات التصوير الأخرى.

في هذه الدراسة ، يتم تقديم إعداد مسبار الفلورسنت. في الوقت نفسه ، يتم تحقيق تصوير الأوعية الدموية والأورام عالي الدقة بواسطة مسبار نانوي فلوري NIR-II ، والذي يوفر طريقة دقيقة وفعالة للكشف عن أمراض الأوعية الدموية والسرطان.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

Acknowledgments

تم دعم هذا العمل جزئيا بمنح من NSFC (82273796 ، 82111530209) ، والصناديق الخاصة لتوجيه تطوير العلوم والتكنولوجيا المحلية للحكومة المركزية (XZ202202YD0021C ، XZ202102YD0033C ، XZ202001YD0028C) ، مشروع الابتكار العلمي والتقني لمقاطعة هوبي (2020BAB058) ، وصناديق البحوث الأساسية للجامعات المركزية ، وبرامج الوقاية من COVID-19 ومكافحتها في منطقة التبت ذاتية الحكم لتطوير العلوم والتكنولوجيا.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Anhydrous pyridine Perimed  110-86-1
Anhydrous sodium sulfate China national medicines Co.,Ltd SY006376
Black cardboard Suzhou Yingrui Optical Technology Co., Ltd AO00158
Column chromatography Energy Chemical E080498
Diphenylphosphine palladium dichloride Sigma-Aldrich B2161-1g
DSPE-PEG2000 Ponsure PS-E1
Dulbecco's modified eagle medium  Gibco 8121587
EGTA Biofroxx EZ6789D115
Fetal bovine serum Gibco 2166090RP
Isoflurane GLPBIO GC45487-1
K2CO3 Macklin P816305-5g
N. N '- dimethylformamide China national medicines Co.,Ltd 02-12-1968
NIR-II imaging instrument Suzhou Yingrui Optical Technology Co., Ltd 16011109
N-sulfenanilide Enerry chemical  1250030-5g
PdCl2(dppf)2CH2Cl2 TCI  B2064-1g
penicillin-streptomycin Gibco 15140-122
Tetrahydrofuran China national medicines Co.,Ltd M005197
Tetratriphenylphosphine palladium Immochem 1021232-5g
Tetratriphenylphosphine palladium Sigma-Aldrich 1021232-5g
Tributyltin chloride Immochem QH004335
Trimethylchlorosilane China national medicines Co.,Ltd 40060560

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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

Tags

الطب، العدد 193،
مسبار مضان ساطع NIR-II لتصوير الأوعية الدموية والأورام
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Li, Y., Qiao, X., Hong, X. A Bright… More

Li, Y., Qiao, X., Hong, X. A Bright NIR-II Fluorescence Probe for Vascular and Tumor Imaging. J. Vis. Exp. (193), e64875, doi:10.3791/64875 (2023).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter