Waiting
Login processing...

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

Medicine

בדיקה פלואורסצנטית בהירה NIR-II להדמיית כלי דם וגידולים

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

הפרוטוקול הנוכחי מתאר פעולת הדמיה פלואורסצנטית מפורטת בזמן אמת של עכבר באמצעות מכשיר הדמיה אופטי NIR-II.

Abstract

כטכנולוגיית הדמיה מתפתחת, לדימות פלואורסצנטי אינפרא אדום קרוב II (NIR-II, 1000-1700 ננומטר) יש פוטנציאל משמעותי בתחום הביו-רפואי, בשל רגישותו הגבוהה, חדירת רקמות עמוקות והדמיה מעולה ברזולוציה מרחבית וזמנית. עם זאת, השיטה להקל על יישום הדמיה פלואורסצנטית NIR-II עבור כמה תחומים הדרושים בדחיפות, כגון מדעי הרפואה ורוקחות, הפתיעה חוקרים רלוונטיים. פרוטוקול זה מתאר בפירוט את יישומי הבנייה וההדמיה הביולוגית של בדיקה מולקולרית פלואורסצנטית NIR-II, HLY1, עם שלד D-A-D (תורם-מקבל-תורם). HLY1 הראה תכונות אופטיות טובות ותאימות ביולוגית. כמו כן, הדמיית כלי דם וגידולים NIR-II בעכברים בוצעה באמצעות מכשיר הדמיה אופטי NIR-II. תמונות פלואורסצנטיות מסוג NIR-II ברזולוציה גבוהה בזמן אמת נרכשו כדי להנחות את הזיהוי של גידולים ומחלות כלי דם. החל מהכנת הגשושית ועד לאיסוף הנתונים, איכות ההדמיה משתפרת מאוד, ומובטחת האותנטיות של הגשושיות המולקולריות NIR-II לרישום נתונים בהדמיה תוך-חיונית.

Introduction

דימות פלואורסצנטי הוא כלי הדמיה מולקולרית נפוץ במחקר בסיסי, והוא משמש לעתים קרובות גם כדי להנחות כריתה כירורגית של גידול במרפאות1. העיקרון המהותי של הדמיה פלואורסצנטית הוא להשתמש במצלמה כדי לקבל פלואורסצנטיות הנפלטת על ידי לייזר לאחר הקרנה של דגימות (רקמות, איברים וכו ') 2. התהליך מסתיים תוך מספר אלפיות שנייה3. ניתן לחלק את אורכי הגל של הדמיה פלואורסצנטית לאולטרה סגול (200-400 ננומטר), אזור נראה (400-700 ננומטר), אינפרא אדום קרוב I (NIR-I, 700-900 ננומטר) ואינפרא אדום קרוב II (NIR-II, 1000-1700 ננומטר)4,5,6. מכיוון שלמולקולות אנדוגניות כגון המוגלובין, מלנין, דאוקסיהמוגלובין ובילירובין ברקמות ביולוגיות יש בליעה חזקה ואפקט פיזור על האור באזורים גלויים, החדירה והרגישות של האור מופחתות מאוד, וההדמיה הפלואורסצנטית באורכי גל של אור נראה מושפעת לרעה 7,8,9.

לדימות פלואורסצנטי NIR-II יש בליעה ופיזור פוטונים נמוכים, מהירות הדמיה גבוהה וניגודיות (או רגישות) גבוהה בתמונה10,11. ככל שאורך הגל הפלואורסצנטי עולה, הבליעה והפיזור של הפלואורסצנטיות ברקמות ביולוגיות פוחתים בהדרגה, והפלואורסצנטיות האוטומטית באזור NIR-II נמוכה ביותר12. לפיכך, חלון NIR-II מגדיל משמעותית את עומק החדירה של רקמות ומשיג רזולוציה גבוהה יותר ויחס אות לרעש13,14,15. ניתן לחלק את חלון NIR-II לחלונות NIR-IIa (1300-1400 ננומטר) ו- NIR-lIb (1500-1700 ננומטר)16. עד כה, דווח על מספר אבני דרך של חומרי NIR-II, כולל ננו-צינוריות פחמן חד-דפנות של חומר אנאורגני, ננו-חלקיקי אדמה נדירים, נקודות קוונטיות, וחלקיקי פולימר מוליכים למחצה של חומר אורגני, צבעי מולקולות קטנות, חומרים זוהרים המושרים על ידי צבירה ועוד. 1,17,18,19,20,21,22. ננו-חומרים אנאורגניים נצברים בקלות בכבד, בטחול וכו', ויש להם פוטנציאל לרעילות ביולוגית ארוכת טווח23. לפלואורופור אורגני של מולקולות קטנות יש את היתרונות של חילוף חומרים מהיר, רעילות נמוכה, שינוי קל ומבנה ברור, שהוא הבדיקה המבטיחה ביותר לשימוש קליני24.

מערכת ההדמיה האופטית NIR-II היא גם מרכיב קריטי בדימות ביולוגי פלואורסצנטי מכיוון שהיא יכולה לאסוף ביעילות אותות פלואורסצנטיים NIR-II מהגשושית NIR-II, ובכך להפוך תמונות תפקודיות, אנטומיות ומולקולריות מדויקות25,26. מערכת ההדמיה NIR-II כוללת בעיקר מצלמות אינפרא אדום בגלים קצרים, מסנני מעבר ארוך (LP), לייזרים ומעבדי מחשב. In vivo הדמיה פלואורסצנטית NIR-II נחשבת לאחת מגישות ההדמיה הישימות ביותר להבהרת מנגנוני מחלות ואופי החיים27,28,29. טכנולוגיית הדמיה NIR-II נמצאת בשימוש נרחב בתחומים ביו-רפואיים כגון גילוי תאים סרטניים, הדמיה דינמית, מעקב ממוקד in vivo וטיפול ממוקד, במיוחד במחקר אונקולוגי30,31. עם זאת, בהתחשב בדרישות הטכניות הגבוהות של טכנולוגיית הדמיה NIR-II על גשושיות ומכשירי הדמיה, היא גם תמוהה ומגבילה את השימוש המעשי של חוקרים בתחומים שונים. לכן, הכנת בדיקות הדמיה NIR-II והיישומים של הדמיה NIR-II מוצגים בפירוט במאמר זה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

ניסויים בבעלי חיים למחקרי הדמיה NIR-II נערכו במרכז לניסויים בבעלי חיים באוניברסיטת ווהאן, שזכה בפרס האגודה הבינלאומית לטיפול ניסיוני בבעלי חיים (AALAC). כל המחקרים בבעלי חיים נערכו בהתאם להנחיות הוועדה הסינית לרווחת בעלי חיים לטיפול ושימוש בחיות ניסוי ואושרו על ידי הוועדה לטיפול ושימוש בבעלי חיים (IACUC) של המרכז לניסויים בבעלי חיים באוניברסיטת ווהאן.

נקבות עכברים עירומים מסוג BALB/c (~20 גרם) בגיל 6 שבועות שימשו במחקר הנוכחי.

1. הכנת הדמיה NIR-II

  1. הניחו קרטון שחור זמין מסחרית (ראו טבלת חומרים) במרכז המנשא. לאחר מכן, הניחו את הדגימה על גבי הקרטון השחור, כך שהדגימה תהיה במרכז המוביל (שלב הממוקם במכשיר ההדמיה).
    הערה: בהשוואה לקרטון לבן, לקרטון שחור יש פחות הפרעות רקע במהלך הדמיית NIR-II.
  2. בחר מסנן מתאים בהתבסס על אורך הגל של הגשושית NIR-II. הקש ארוך (>2 שניות) כדי לשלוט באזור הקופסה (כגון 900 LP) המתאים לדגם המסנן בממשק המסך כאשר המערכת מזיזה את המסנן לנתיב ההדמיה האופטית.
  3. לחץ לחיצה ארוכה על הפלטפורמה למעלה בממשק מסך המגע של אזור הבקרה של קונסולת הספק כך שקונסולות הספק יעלו; לחץ לחיצה ארוכה על הפלטפורמה כלפי מטה כך שהקונסולות של הספק כלפי מטה.
  4. כוונן את גובה הפלטפורמה ל- "0 מ"מ" (כוונון גובה) והשתמש במיקוד אוטומטי כדי להבהיר את תמונת NIR-II.

2. סינתזה של צבע NIR-II (HLY1)

  1. לשקול את חומרי הגלם הדרושים לניסוי הסינתזה. ודא שהם לא מתדרדרים.
  2. הוסף תרכובת 1 (200 מ"ג, 0.18 מילימול), PdCl 2(dppf)2 CH 2 Cl 2 (28 מ"ג, 0.04 mmol), N-פניל-N-(4-(4,4,5,5-טטרמתיל-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)פניל)נפתלן-2-אמין (170 מ"ג, 0.4 מילימול), ו-K 2 CO3 (46 מ"ג, 0.34 מילימול) לתמיסת טטרהידרופורן (THF) בצלוחית תחתונה עגולה של 25 מ"ל. ערבבו את התערובת במשך 4 שעות בטמפרטורה של 75°C תחת אטמוספירה N2 (איור 1A).
    הערה: עבור הליך הסינתזה של תרכובת 1 ו- N-phenyl-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)naphthalen-2-amine, עיין Li et al21. המבנים הכימיים מוצגים באיור 1A.
  3. לאחר קירור לטמפרטורת הסביבה, יש להרוות את התגובה במים מזוקקים (DI) (80 מ"ל), ולחלץ את התערובת עם DCM (dichloromethane)/H2O (30 מ"ל) (שלוש פעמים). לטהר את המוצר הגולמי על ידי כרומטוגרפיה עמודה16 (אתר נפט:DCM = 10:1) כדי להפוך את HLY1 למוצק ירוק (78 מ"ג, תפוקה של 30%).
  4. הכניסו את הצבע HLY1 להגנת החנקן במקרר לשימוש מאוחר יותר. זה יכול להיות מאוחסן עד 6 חודשים.

3. הכנת ננו-פרוב מותח למים

  1. שקלו HLY1 (1 מ"ג) וחומרי אנקפסולציה אמפיפתיים, 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[amino(פוליאתילן גליקול)-2k (DSPE-PEG2k, 10 מ"ג; ראו טבלת חומרים).
  2. הכינו את HLY1 נקודות20 על-ידי שימוש ב-DSPE-PEG2k כמטריצת אנקפסולציה (שיטת ננו-משקעים12) (איור 1C). ממיסים HLY1 ב-THF (1 מ"ל) ומוסיפים באיטיות לכוס המכילה תמיסה מימית DSPE-PEG2k (9 מ"ל) עם סוניקציה ב-25°C. לאחר מכן, להסיר THF מן התערובת על ידי דיאליזה20.
  3. רכז את התמיסה הנ"ל באופן צנטריפוגלי עם אולטרה-סינון 18 (7100 x גרם למשך10 דקות) ולאחר מכן הכנס אותה למקרר 4°C לשימוש עתידי. זה יכול להיות מאוחסן עד חודש אחד.
    הערה: יש לאחסן את התמיסה המימית ננו-פרוב שנטענה על-ידי DSPE-PEG2k מעל 0°C ולהשתמש בה בהקדם האפשרי.

4. בניית עכברים נושאי גידול

  1. תרבית תאי סרטן שד עכברים 4T1 (4T1) במדיום הנשר המעובד של דולבקו (DMEM), בתוספת 10% (v/v) נסיוב בקר עוברי (FBS) ו-1% (v/v) פניצילין-סטרפטומיצין (ראה טבלת חומרים), ולשמור באינקובטור לח עם 5% CO2 ב-37 מעלות צלזיוס.
  2. עבור ניסוי הדמיה פלואורסצנטית NIR-II, תרבית תאי 4T1 (5 x 107) במשך 24 שעות, לעכל עם טריפסין (1 מ"ל), ולשטוף פעמיים עם DMEM ללא סרום (4 מ"ל).
  3. מרדימים את העכברים על ידי טיפול באיזופלורן (2%). אשרו הרדמה נאותה על ידי גירוי הבהונות או כפות הרגליים של העכברים, ושימו לב אם העכברים מגיבים. אם אין תגובה, זה אומר שההרדמה מספיקה32.
  4. לאחר מכן, באמצעות מחט הזרקת אינסולין, להזריק את תערובת התאים 4T1 לתוך העכברים באמצעות הזרקה תת עורית (100 μL).
    הערה: מחקרי הדמיה NIR-II בוצעו ~ 2 שבועות לאחר החיסון, כאשר הגידול גדל לנפח של ~ 100 מ"מ3. לפני הדמיית גידול NIR-II, יש לוודא את גודל הגידול. גודל הגידול הוערך על ידי קליפר ורנייה אלקטרוני עבור המחקר הנוכחי11.

5. הדמיה פלואורסצנטית NIR-II In vivo

  1. מרדימים את העכברים על ידי טיפול באיזופלורן (2%) ומבצעים הדמיה NIR-II של כל גוף העכברים באמצעות מערכת הדמיה אופטית NIR-II (ראה טבלת חומרים).
    הערה: שימו לב למינון של חומר הרדמה כדי למנוע מוות של עכברים. בדרך כלל, ההרדמה נמשכת 5-10 דקות. לגרות את אצבעות הרגליים או את כפות הרגליים של העכברים, ולבחון אם העכברים מגיבים. אם אין תגובה, זה אומר שההרדמה מספיקה.
  2. קח פתרון של נקודות HLY1 (0.8 מ"ג / מ"ל, 200 μL). הזריקו את נקודות HLY1 לווריד לתוך העכברים המורדמים, וכעבור 3 דקות בצעו הדמיה פלואורסצנטית NIR-II של כלי הדם של כל גוף העכברים באמצעות מערכת הדמיה NIR-II. התמקדו עוד יותר בראשו של העכבר כדי לאסוף הדמיית כלי דם במוח.
    הערה: השתמש בכפפות ניסיוניות נקיות במהלך ההדמיה, שיסייעו להשיג תמונות NIR-II נקיות.
  3. אסוף את התמונות 5 דקות לאחר הזרקת נקודות HLY1 בעכברים, ועבד את הנתונים באמצעות תוכנת ImageJ. פרמטרי המכשיר של מערכת ההדמיה האופטית NIR-II הם 90 mW/cm2 (לייזר 808 ננומטר).
  4. עם השלמת הניסוי, יש להרדים את בעלי החיים בהתאם לפרוטוקולים שאושרו על ידי מוסדות.
    הערה: במחקר הנוכחי, בעלי החיים הומתו על ידי חשיפתם לעודף איזופלורן32.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

העוצמה הפלואורסצנטית והבהירות של נקודות HLY1 החיוניות למים נקבעו על ידי מכשיר הדמיה NIR-II. העוצמה הפלואורסצנטית של HLY1 בתערובת 90% fwTHF/H2O הייתה פי חמישה מאשר בתמיסת THF, מה שהצביע על מאפיין AIE בולט של HLY1 (איור 1B). יתר על כן, נקודות HLY1 פלטו אותות פלואורסצנטיים חזקים מתחת למסנן LP של 1,500 ננומטר, מה שמראה שניתן להשתמש בנקודות HLY1 להדמיית NIR-IIb (איור 1D). הבליעה המרבית ואורך גל הפליטה המרבי של נקודות HLY1 היו 740 ננומטר ו-1,040 ננומטר, בהתאמה (איור 2A). יתר על כן, הגודל ההידרודינמי של נקודות HLY1 נקבע כ-145 ננומטר על-ידי פיזור אור דינמי (DLS) (איור 2B). נקודות HLY1 (0.2 מ"ל, 0.8 מ"ג/מ"ל) ניתנו לעכברי Balb/c רגילים באמצעות הזרקת ורידים בזנב להדמיית כלי דם (איור משלים 1). כלי הדם הזעירים בגפה האחורית זוהו בבירור תחת מסנן LP של 1,500 ננומטר (איור 3B). נוסף על כך, כלי הדם המוחיים זוהו בבירור גם תחת מסנן LP של 1,500 ננומטר (איור 3A). ביצועי ההדמיה NIR-II של נקודות HLY1 בעכברים נושאי גידול 4T1 הוערכו גם באמצעות מערכת ההדמיה NIR-II. נקודות HLY1 (0.2 מ"ל, 0.8 מ"ג/מ"ל) הוזרקו לווריד לעכברי 4T1 דרך וריד הזנב. הגידול 4T1 של העכברים נושאי הגידול נראה בבירור בהדמיית NIR-II (איור 3C), מה שמצביע על אפקט EPR של נקודות HLY1. כל התוצאות הללו מצביעות על כך שנקודות HLY1 הן בדיקה פלואורסצנטית NIR-II בהירה, אשר ישימה להדמיית כלי דם וגידולים.

Figure 1
איור 1: סינתזה של מולקולות צבע והכנת גשושיות חיוניות למים. (A) הנתיב הסינתטי של HLY1 (a: Pd(dppf)Cl 2 CH 2 Cl 2, K 2 CO3, 75°C). (B) תמונות NIR-II של HLY1 ב-THF ו-90% f w THF/H 2 O (1,000 ננומטר LP,2אלפיות השנייה). (C) תרשים סכמטי של הכנת נקודות HLY1. (D) העוצמה הפלואורסצנטית NIR-IIb של נקודות HLY1 בתמיסה מימית (1,500 ננומטר LP, 200 מילישניות). אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 2
איור 2: התכונות האופטיות והגודל ההידרודינמי של נקודות HLY1. (A) ספקטרום הבליעה והפליטה של נקודות HLY1 בתמיסה מימית. (B) DLS של נקודות HLY1. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 3
איור 3: דימות פלואורסצנטי NIR-II באמצעות נקודות HLY1. (A) דימות כלי דם במוח בעכברים (1,500 ננומטר LP, זמן חשיפה של 300 מילישניות). סרגל קנה מידה: 2 ס"מ. (B) הדמיית כלי דם בכל הגוף בעכברים (1,500 ננומטר LP, 300 מילישניות). (C) הדמיית גידול 4T1 (1,250 ננומטר LP, 30 מילישניות). סרגל קנה מידה: 1 ס"מ. לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור משלים 1: מערך הדמיה NIR-II. (A) תרשים סכמטי של הזרקת נקודות HLY1 לעכברים. (ב) תצלום מכשיר ההדמיה NIR-II. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

הדמיה פלואורסצנטית NIR-I יכולה לשמש במידה מסוימת להדמיית גידולים וכלי דם, אך בשל אורך גל הפליטה המרבי המוגבל של פלואורופורים NIR-I (<900 ננומטר), התוצאה היא חדירה לקויה של רקמות ויחס רקע אות הגידול33,34. רזולוציית הדמיה ירודה ונמוכה עלולה לגרום לסטייה בין תוצאת הטיפול במשוב הדמיה לבין האפקט הטיפולי בפועל. בנוסף, לרוב הפלואורופורים מסוג NIR-I יש יציבות אופטית ירודה וחילוף חומרים מהיר במיוחד, מה שגורם לחוסר יציבות בתהליך ההדמיה. בגלל החדירה הנמוכה לרקמות וחוסר היציבות של פלואורופורים NIR-I, היישום בהדמיית גידולים וכלי דם מוגבל מאוד35. בהשוואה לאור NIR-I, לדימות פלואורסצנטי NIR-II יש את היתרונות של פיזור ובליעה מופחתים של פוטונים, פלואורסצנטיות אוטומטית נמוכה יותר של רקמות, חדירה חזקה יותר של רקמת הגוף והדמיה טובה יותר של רזולוציית מרחבזמן 36.

מאמר זה מתאר צבע AIE בהיר המבוסס על שלד D-A-D, בעל יציבות מצוינת. שיטת ננו-משקעים יעילה נוצלה להכנת ננו-גשושית לדימות ביולוגי רב-תכליתי, כולל מחלות כלי דם והדמיית גידולים. התפוקה הקוונטית הגבוהה בתמיסה המימית נובעת מהתכונות הזוהרות המושרות על ידי צבירה, אשר יכולות להשיג הדמיה NIR-II בחדות גבוהה עם מינון נמוך וביטחון ביולוגי גבוה. בהירות הגשושית NIR-II ומסיסות המים קובעות את איכות ההדמיה. בנוסף, כאשר מזריקים בדיקה לעכבר, יש להימנע מדליפה של הגשושית לתוך זנב העכבר, מה שמשפיע על דיוק תוצאות ההדמיה. שיטת הניהול הנוכחית מוגבלת רק להזרקה תוך ורידית, ואינה יכולה להשתמש בשיטות הזרקה מרובות, המהווה מגבלה של השיטה הנוכחית. בנוסף, ננו-גשושית NIR-II בשיטה זו ניתנת לצבירה למטרה רק על ידי מיקוד פסיבי, ואינה יכולה לזהות מטרות ספציפיות על ידי מיקוד אקטיבי.

בתהליך הטמעת הדמיה NIR-II, הפעלת מכשיר NIR-II חשובה גם לרכישת תמונות. כדי לקבל הדמיית כלי דם ברזולוציה גבוהה, מצלמת InGaAs צריכה להיות ממוקדת בעכבר ולמקם קרוב לעכבר, מה שמקל על התבוננות בכלי הדם הזעירים. לצורך הדמיית גידול, יש לצבור בדיקות ביעילות לתוך הגידול, ופלואורסצנטיות NIR-II צריכה להיפלט על ידי הבדיקות שהצטברו בגידול, תוך הבחנה יעילה בין הגבול בין הגידול לרקמה הסובבת אותו. בגלל הרגישות הגבוהה של דימות פלואורסצנטי NIR-II, ניתן לצפות בתמונות באופן דינמי במהלך ההדמיה, דבר שחסר בטכניקות הדמיה רבות אחרות.

במחקר זה, הכנת בדיקה פלואורסצנטית הוא הציג. במקביל, הדמיית כלי דם וגידולים ברזולוציה גבוהה ממומשת על ידי ננו-גשושית פלואורסצנטית NIR-II, המספקת שיטה מדויקת ויעילה לגילוי מחלות כלי דם וסרטן.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

למחברים אין מה לחשוף.

Acknowledgments

עבודה זו נתמכה חלקית על ידי מענקים מ- NSFC (82273796, 82111530209), קרנות מיוחדות להנחיית פיתוח מדעי וטכנולוגי מקומי של הממשל המרכזי (XZ202202YD0021C, XZ202102YD0033C, XZ202001YD0028C), פרויקט מפתח לחדשנות מדעית וטכנית במחוז חוביי (2020BAB058), קרנות המחקר הבסיסיות לאוניברסיטאות המרכזיות ותוכניות המניעה והבקרה של COVID-19 באזור האוטונומי טיבט לפיתוח מדע וטכנולוגיה.

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

רפואה גיליון 193
בדיקה פלואורסצנטית בהירה NIR-II להדמיית כלי דם וגידולים
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