Waiting
Login processing...

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

Medicine

Vasküler ve Tümör Görüntüleme için Parlak Bir NIR-II Floresan Probu

Published: March 17, 2023 doi: 10.3791/64875
* These authors contributed equally

Summary

Mevcut protokol, bir NIR-II optik görüntüleme cihazı kullanan bir farenin ayrıntılı, gerçek zamanlı NIR-II floresan görüntüleme işlemini tanımlamaktadır.

Abstract

Gelişmekte olan bir görüntüleme teknolojisi olan yakın kızılötesi II (NIR-II, 1000-1700 nm) floresan görüntüleme, yüksek hassasiyeti, derin doku penetrasyonu ve mekansal ve zamansal çözünürlükte üstün görüntüleme sayesinde biyomedikal alanda önemli bir potansiyele sahiptir. Bununla birlikte, tıp bilimi ve eczacılık gibi acil olarak ihtiyaç duyulan bazı alanlar için NIR-II floresan görüntülemenin uygulanmasını kolaylaştırma yöntemi, ilgili araştırmacıları şaşırtmıştır. Bu protokol, bir D-A-D (donör-alıcı-donör) iskeletine sahip bir NIR-II floresan moleküler probu olan HLY1'in yapım ve biyogörüntüleme uygulamalarını ayrıntılı olarak açıklamaktadır. HLY1 iyi optik özellikler ve biyouyumluluk gösterdi. Ayrıca, farelerde NIR-II vasküler ve tümör görüntüleme, bir NIR-II optik görüntüleme cihazı kullanılarak gerçekleştirildi. Tümörlerin ve vasküler hastalıkların saptanmasına rehberlik etmek için gerçek zamanlı yüksek çözünürlüklü NIR-II floresan görüntüleri elde edildi. Prob hazırlamadan veri toplamaya kadar, görüntüleme kalitesi büyük ölçüde iyileştirilir ve intravital görüntülemede veri kaydı için NIR-II moleküler probların orijinalliği sağlanır.

Introduction

Floresan görüntüleme, temel araştırmalarda yaygın olarak kullanılan moleküler görüntüleme aracıdır ve ayrıca kliniklerde cerrahi tümör rezeksiyonuna rehberlik etmek için sıklıkla kullanılır1. Floresan görüntülemenin temel prensibi, numunelerin (dokular, organlar vb.) ışınlanmasından sonra lazer tarafından yayılan floresanı almak için bir kamera kullanmaktır. 2. İşlem birkaç milisaniye içinde tamamlanır3. Floresan görüntüleme dalga boyları ultraviyole (200-400 nm), görünür bölge (400-700 nm), yakın kızılötesi I (NIR-I, 700-900 nm) ve yakın kızılötesi II (NIR-II, 1000-1700 nm)4,5,6'ya ayrılabilir. Biyolojik dokulardaki hemoglobin, melanin, deoksihemoglobin ve bilirubin gibi endojen moleküller görünür bölgelerde ışık üzerinde güçlü bir emilim ve saçılma etkisine sahip olduklarından, ışığın penetrasyonu ve duyarlılığı büyük ölçüde azalır ve görünür ışık dalga boylarında floresan görüntüleme olumsuz etkilenir 7,8,9.

NIR-II floresan görüntüleme düşük foton emilimi ve saçılmasına, yüksek görüntüleme hızına ve yüksek görüntü kontrastına (veya hassasiyetine) sahiptir10,11. Floresan dalga boyu arttıkça, biyolojik dokulardaki floresanın emilimi ve saçılması kademeli olarak azalır ve NIR-II bölgesindeki oto-floresan son derece düşüktür12. Böylece, NIR-II penceresi dokuların penetrasyon derinliğini önemli ölçüde artırır ve daha yüksek bir çözünürlük ve sinyal-gürültü oranı13,14,15 elde eder. NIR-II penceresi ayrıca NIR-IIa (1300-1400 nm) ve NIR-lIb (1500-1700 nm) pencereleri16'ya bölünebilir. Bugüne kadar, inorganik malzeme tek duvarlı karbon nanotüpler, nadir toprak nanopartikülleri, kuantum noktaları ve organik malzeme yarı iletken polimer nanopartikülleri, küçük moleküllü boyalar, toplama kaynaklı ışıldayan malzemeler vb. dahil olmak üzere birkaç kilometre taşı NIR-II malzemesi bildirilmiştir. 1,17,18,19,20,21,22. İnorganik nanomalzemeler karaciğerde, dalakta vb. kolayca birikir ve potansiyel uzun vadeli biyotoksisiteye sahiptir23. Organik küçük moleküllü florofor, hızlı metabolizma, düşük toksisite, kolay modifikasyon ve klinik kullanım için en umut verici prob olan berrak bir yapıya sahiptir24.

NIR-II optik görüntüleme sistemi aynı zamanda floresan biyogörüntülemenin kritik bir bileşenidir, çünkü NIR-II probundan NIR-II floresan sinyallerini etkili bir şekilde toplayabilir, böylece hassas işlevsel, anatomik ve moleküler görüntüler oluşturabilir25,26. NIR-II görüntüleme sistemi esas olarak kısa dalga kızılötesi kameralar, uzun geçişli (LP) filtreler, lazerler ve bilgisayar işlemcilerinden oluşur. İn vivo NIR-II floresan görüntüleme, hastalıkların mekanizmalarını ve yaşamın doğasını aydınlatmak için en uygun görüntüleme yaklaşımlarından biri olarak kabul edilir27,28,29. NIR-II görüntüleme teknolojisi, kanser hücresi tespiti, dinamik görüntüleme, in vivo hedefli izleme ve hedefe yönelik tedavi gibi biyomedikal alanlarda, özellikle onkoloji araştırmalarında yaygın olarak kullanılmaktadır30,31. Bununla birlikte, NIR-II görüntüleme teknolojisinin görüntüleme probları ve aletleri üzerindeki yüksek teknik gereksinimleri göz önüne alındığında, araştırmacıların farklı alanlardaki pratik kullanımlarını da şaşırtmakta ve kısıtlamaktadır. Bu nedenle, NIR-II görüntüleme problarının hazırlanması ve NIR-II görüntülemenin uygulamaları bu makalede ayrıntılı olarak tanıtılmıştır.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

NIR-II görüntüleme çalışmaları için hayvan deneyleri, Uluslararası Deneysel Hayvan Bakımı Birliği'ne (AALAC) layık görülen Wuhan Üniversitesi Hayvan Deney Merkezi'nde gerçekleştirildi. Tüm hayvan çalışmaları, Çin Hayvan Refahı Komisyonu Deney Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı için Kılavuz İlkeleri izlenerek yürütülmüş ve Wuhan Üniversitesi Hayvan Deney Merkezi Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi (IACUC) tarafından onaylanmıştır.

Bu çalışmada 6 haftalıkken dişi BALB/c çıplak fareler (~20 g) kullanılmıştır.

1. NIR-II görüntüleme hazırlığı

  1. Ticari olarak temin edilebilen siyah kartonu (bkz. Malzeme Tablosu) taşıyıcının ortasına yerleştirin. Ardından, numuneyi siyah kartonun üzerine yerleştirin, böylece numune taşıyıcının merkezinde (görüntüleme cihazında bulunan bir aşama) olur.
    NOT: Beyaz karton ile karşılaştırıldığında, siyah karton NIR-II görüntüleme sırasında daha az arka plan parazitine sahiptir.
  2. NIR-II probunun dalga boyuna göre uygun bir filtre seçin. Sistem filtreyi optik görüntüleme yoluna taşıdığında ekran arabirimindeki filtre modeline karşılık gelen kutu alanını (900 LP gibi) kontrol etmek için uzun (>2 sn) düğmesine basın.
  3. Taşıyıcı konsol kontrol alanının dokunmatik ekran arayüzünde platforma uzun basın, böylece taşıyıcı konsol yukarı doğru açılır; Taşıyıcı konsol aşağı inmek için platforma uzun basın.
  4. Platform yüksekliğini "0 mm" (yükseklik ayarı) olarak ayarlayın ve NIR-II görüntüsünü netleştirmek için otomatik odaklamayı kullanın.

2. NIR-II boya sentezi (HLY1)

  1. Sentez deneyi için gerekli hammaddeleri tartın. Bozulmadıklarından emin olun.
  2. Bileşik 1 (200 mg, 0.18 mmol), PdCl 2 (dppf)2 CH2Cl 2 (28 mg, 0.04 mmol), N-fenil-N-(4-(4,4,5,5-tetrametil-1,3,2-dioksaborolan-2-il)fenil)naftalin-2-amin (170 mg, 0,4 mmol) ve K 2 CO 3 (46 mg, 0,34 mmol) 25 mLround tabanlı bir şişede tetrahidrofuran (THF) çözeltisine ekleyin. KarışımıN2 atmosferi altında 75 °C'de 4 saat karıştırın (Şekil 1A).
    NOT: Bileşik 1 ve N-fenil-N-(4-(4,4,5,5-tetrametil-1,3,2-dioksaborolan-2-il)fenil)naftalin-2-amin sentez prosedürü için Li ve ark.21'e bakınız. Kimyasal yapılar Şekil 1A'da gösterilmiştir.
  3. Ortam sıcaklığına soğuduktan sonra, reaksiyonu damıtılmış (DI) suyla (80 mL) söndürün ve karışımı DCM (diklorometan) / H2O (30 mL) (üç kez) ile çıkarın. HLY1'i yeşil bir katı (78 mg,% 30 verim) yapmak için ham ürünü sütun kromatografisi16 (petrol eteri: DCM = 10: 1) ile saflaştırın.
  4. HLY1 boyasını daha sonra kullanmak üzere buzdolabında azot koruması altına alın. Bu 6 aya kadar saklanabilir.

3. Su ile duyarlı nanoprobun hazırlanması

  1. HLY1 (1 mg) ve amfipatik kapsülleme malzemelerini, 1,2-distearoil-sn-glisero-3-fosfoethanolamine-N-[amino(polietilen glikol)-2k (DSPE-PEG2k, 10 mg; bakınız Malzeme Tablosu) tartın.
  2. DSPE-PEG2k'yi kapsülleme matrisi olarak kullanarak HLY1 nokta20'yi hazırlayın (nanoçökeltme yöntemi12) (Şekil 1C). HLY1'i THF'de (1 mL) çözün ve 25 ° C'de sonikasyon ile DSPE-PEG2k sulu çözelti (9 mL) içeren bir beherin içine yavaşça ekleyin. Daha sonra, THF'yi diyaliz20 ile karışımdan çıkarın.
  3. Yukarıdaki çözeltiyi ultrafiltrasyon18 (10 dakika boyunca 7100 x g) ile santrifüjlü olarak konsantre edin ve daha sonra kullanmak üzere 4 ° C'lik bir buzdolabına koyun. Bu 1 aya kadar saklanabilir.
    NOT: DSPE-PEG2k tarafından yüklenen nanoprob sulu çözeltisi 0 °C'nin üzerinde saklanmalı ve mümkün olan en kısa sürede kullanılmalıdır.

4. Tümör taşıyan farelerin yapımı

  1. Kültür 4T1 fare meme kanseri hücreleri (4T1) Dulbecco'nun Modifiye Kartal Ortamında (DMEM), % 10 (v / v) fetal sığır serumu (FBS) ve% 1 (v / v) penisilin-streptomisin (bakınız Malzeme Tablosu) ile desteklenir ve 37 ° C'de% 5 CO2 ile nemlendirilmiş bir inkübatörde muhafaza edilir.
  2. NIR-II floresan görüntüleme deneyi için, 24 saat boyunca kültür 4T1 hücreleri (5 x 107), tripsin (1 mL) ile sindirilir ve serumsuz DMEM (4 mL) ile iki kez yıkanır.
  3. İzofluran (% 2) ile tedavi ederek fareleri anestezi altına alın. Farelerin ayak parmaklarını veya ayak tabanlarını uyararak yeterli anesteziyi onaylayın ve farelerin yanıt verip vermediğini gözlemleyin. Yanıt yoksa anestezinin yeterli olduğu anlamına gelir32.
  4. Daha sonra, bir insülin enjeksiyon iğnesi kullanarak, 4T1 hücre karışımını deri altı enjeksiyonu (100 μL) yoluyla farelere enjekte edin.
    NOT: NIR-II görüntüleme çalışmaları, aşılamadan ~ 2 hafta sonra, tümör ~ 100mm3'lük bir hacme ulaştığında yapıldı. NIR-II tümör görüntülemeden önce, lütfen tümör boyutunu onaylayın. Tümör büyüklüğü bu çalışma için elektronik vernier kumpas ile tahmin edildi11.

5. In vivo NIR-II floresan görüntüleme

  1. İzofluran (% 2) ile tedavi ederek fareleri anestezi altına alın ve optik bir NIR-II görüntüleme sistemi kullanarak farelerin tüm vücudunun NIR-II görüntülemesini yapın (bkz.
    NOT: Farelerin ölümünü önlemek için anestezik dozajına dikkat edin. Genellikle anestezi 5-10 dakika sürer. Farelerin ayak parmaklarını veya ayak tabanlarını uyarın ve farelerin tepki verip vermediğini gözlemleyin. Yanıt yoksa, anestezinin yeterli olduğu anlamına gelir.
  2. Bir HLY1 nokta çözeltisi alın (0.8 mg / mL, 200 μL). HLY1 noktalarını anestezi uygulanan farelere intravenöz olarak enjekte edin ve 3 dakika sonra, bir NIR-II görüntüleme sistemi kullanarak farelerin tüm vücudunun kan damarlarının NIR-II floresan görüntülemesini gerçekleştirin. Beyin vasküler görüntülemesini toplamak için farenin kafasına daha fazla odaklanın.
    NOT: Görüntüleme sırasında temiz NIR-II görüntüleri elde etmenize yardımcı olacak temiz deneysel eldivenler kullanın.
  3. Farelerde HLY1 noktalarının enjeksiyonundan 5 dakika sonra görüntüleri toplayın ve verileri ImageJ yazılımını kullanarak işleyin. Optik NIR-II görüntüleme sisteminin cihaz parametreleri 90 mW/cm2'dir (808 nm lazer).
  4. Deneyin tamamlanmasının ardından, kurumsal olarak onaylanmış protokolleri izleyerek hayvanları ötenazi yapın.
    NOT: Bu çalışmada, hayvanlar aşırı izofluran32'ye maruz bırakılarak ötenazi yapılmıştır.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Su ile duyarlı HLY1 noktalarının floresan yoğunluğu ve parlaklığı bir NIR-II görüntüleme cihazı tarafından belirlendi. %90 fwTHF/H2O karışımındaki HLY1'in floresan yoğunluğu, THF çözeltisindekinden beş kat daha fazlaydı ve bu da HLY1'in belirgin bir AIE özelliğini gösterdi (Şekil 1B). Ayrıca, HLY1 noktaları, 1.500 nm LP filtresinin altında güçlü floresan sinyalleri yaydı ve HLY1 noktalarının NIR-IIb görüntüleme için kullanılabileceğini gösterdi (Şekil 1D). HLY1 noktalarının maksimum absorpsiyonu ve maksimum emisyon dalga boyu sırasıyla 740 nm ve 1.040 nm idi (Şekil 2A). Ayrıca, HLY1 noktalarının hidrodinamik boyutu, dinamik ışık saçılması (DLS) ile 145 nm olarak belirlenmiştir (Şekil 2B). HLY1 noktaları (0.2 mL, 0.8 mg / mL) vasküler görüntüleme için kuyruk veni enjeksiyonu yoluyla normal Balb / c farelere uygulandı (Ek Şekil 1). Arka bacaklardaki mikro damarlar, 1.500 nm LP filtre altında açıkça tanımlanmıştır (Şekil 3B). Ek olarak, serebral damarlar da 1.500 nm LP filtresi altında açıkça tanımlanmıştır (Şekil 3A). 4T1 tümör taşıyan farelerde HLY1 noktalarının NIR-II görüntüleme performansı da NIR-II görüntüleme sistemi ile değerlendirildi. HLY1 noktaları (0.2 mL, 0.8 mg / mL) kuyruk damarından 4T1 farelere intravenöz olarak enjekte edildi. Tümör taşıyan farelerin 4T1 tümörü, HLY1 noktalarının EPR etkisini gösteren NIR-II görüntüleme ile açıkça görülebiliyordu (Şekil 3C). Tüm bu sonuçlar, HLY1 noktalarının vasküler ve tümör görüntüleme için geçerli olan parlak bir NIR-II floresan probu olduğunu göstermektedir.

Figure 1
Şekil 1: Boya moleküllerinin sentezi ve suya duyarlı probların hazırlanması. (A) HLY1'in sentetik yolu (a: Pd(dppf)Cl 2 CH2Cl 2, K2 CO3, 75 °C). (B) HLY1'in THF'deki NIR-II görüntüleri ve THF/H 2 O (1.000 nm LP,2ms) ile %90 f. (C) HLY1 noktalarının hazırlanmasının şematik diyagramı. (D) Sulu çözeltideki HLY1 noktalarının NIR-IIb floresan yoğunluğu (1.500 nm LP, 200 ms). Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 2
Şekil 2: HLY1 noktalarının optik özellikleri ve hidrodinamik boyutu. (A) Sulu çözeltideki HLY1 noktalarının absorpsiyonu ve emisyon spektrumları. (B) HLY1 noktalarının DLS'si. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 3
Şekil 3: HLY1 noktaları kullanılarak NIR-II floresan görüntüleme. (A) Farelerde beyin vasküler görüntüleme (1.500 nm LP, 300 ms maruz kalma süresi). Ölçek çubuğu: 2 cm. (B) Farelerde tüm vücut vasküler görüntüleme (1.500 nm LP, 300 ms). (C) 4T1 tümör görüntüleme (1.250 nm LP, 30 ms). Ölçek çubuğu: 1 cm. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Ek Şekil 1: NIR-II görüntüleme kurulumu. (A) HLY1 noktalarının farelere enjeksiyonunun şematik diyagramı. (B) NIR-II görüntüleme cihazının fotoğrafı. Bu Dosyayı indirmek için lütfen tıklayınız.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

NIR-I floresan görüntüleme, tümör ve vasküler görüntüleme için bir dereceye kadar kullanılabilir, ancak NIR-I floroforların sınırlı maksimum emisyon dalga boyu (<900 nm) nedeniyle, zayıf doku penetrasyonu ve tümör sinyal arka plan oranı33,34 ile sonuçlanır. Zayıf ve düşük görüntüleme çözünürlüğü, görüntüleme geri bildirim tedavisinin sonucu ile gerçek terapötik etki arasında bir sapmaya neden olabilir. Ek olarak, çoğu NIR-I floroforu zayıf optik stabiliteye ve son derece hızlı metabolizmaya sahiptir, bu da görüntüleme sürecinde kararsızlığa neden olur. NIR-I floroforların düşük doku penetrasyonu ve instabilitesi nedeniyle, tümör ve vasküler görüntülemede uygulama büyük ölçüde sınırlıdır35. NIR-I ışığı ile karşılaştırıldığında, NIR-II floresan görüntüleme, önemli ölçüde azaltılmış foton saçılması ve emilimi, daha düşük doku oto-floresansı, daha güçlü vücut dokusu penetrasyonu ve daha iyi görüntüleme uzay-zaman çözünürlüğü36 avantajlarına sahiptir.

Bu makalede, mükemmel stabiliteye sahip bir D-A-D iskeletine dayanan parlak bir AIE boyası açıklanmaktadır. Vasküler hastalıklar ve tümör görüntüleme dahil olmak üzere çok amaçlı biyogörüntüleme için bir nanoprob hazırlamak için etkili bir nanoçökeltme yöntemi kullanılmıştır. Sulu çözeltideki yüksek kuantum verimi, düşük doz ve yüksek biyogüvenlik ile yüksek çözünürlüklü NIR-II görüntüleme elde edebilen agregasyonun neden olduğu ışıldayan özelliklerden kaynaklanmaktadır. NIR-II probunun parlaklığı ve suda çözünürlüğü görüntülemenin kalitesini belirler. Ek olarak, bir fareye bir prob enjekte ederken, probun farenin kuyruğuna sızmasını önlemek gerekir, bu da görüntüleme sonuçlarının doğruluğunu etkiler. Mevcut uygulama yöntemi sadece intravenöz enjeksiyon ile sınırlıdır ve mevcut yöntemin bir sınırlaması olan çoklu enjeksiyon yöntemlerini kullanamaz. Ek olarak, bu yöntemin NIR-II nanoprobu sadece pasif hedefleme ile hedefe biriktirilebilir ve aktif hedefleme ile belirli hedefleri tanımlayamaz.

NIR-II görüntülemenin uygulanması sürecinde, NIR-II cihazının çalışması da görüntülerin elde edilmesi için önemlidir. Yüksek çözünürlüklü vasküler görüntüleme elde etmek için, InGaAs kameranın fareye odaklanması ve fareye yakın bir yere yerleştirilmesi gerekir, bu da küçük kan damarlarını gözlemlemeyi kolaylaştırır. Tümör görüntüleme için, probların tümöre etkili bir şekilde birikmesi gerekir ve NIR-II floresansı, tümörde biriken problar tarafından yayılmalı ve tümör ile çevresindeki doku arasındaki sınırı etkili bir şekilde ayırt etmelidir. NIR-II floresan görüntülemenin yüksek hassasiyeti nedeniyle, diğer birçok görüntüleme tekniğinde eksik olan görüntüleme sırasında görüntüler dinamik olarak gözlemlenebilir.

Bu çalışmada, floresan probun hazırlanması tanıtılmıştır. Aynı zamanda, yüksek çözünürlüklü vasküler ve tümör görüntüleme, vasküler hastalıkların ve kanserin tespiti için doğru ve etkili bir yöntem sağlayan bir NIR-II floresan nanoprob ile gerçekleştirilir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyleri yoktur.

Acknowledgments

Bu çalışma kısmen NSFC (82273796, 82111530209), Merkezi Hükümetin Yerel Bilim ve Teknoloji Gelişimine Rehberlik için Özel Fonlar (XZ202202YD0021C, XZ202102YD0033C, XZ202001YD0028C), Hubei Eyaleti Bilimsel ve Teknik İnovasyon Anahtar Projesi (2020BAB058), Merkezi Üniversiteler için Temel Araştırma Fonları ve Tibet Özerk Bölgesi COVID-19 Bilim ve Teknoloji Geliştirme için Önleme ve Kontrol Programları tarafından desteklenmiştir.

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

Tıp Sayı 193
Vasküler ve Tümör Görüntüleme için Parlak Bir NIR-II Floresan Probu
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Li, Y., Qiao, X., Hong, X. A BrightMore

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