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近年来，基于近红外二区发光纳米探针的生物成像技术引起了广泛关注，其可实现深层组织中的无背景高灵敏成像，并已在疾病标志物检测、血管造影、深层肿瘤成像和手术导航等方面取得了较大突破。然而，近红外二区发光纳米材料的长期生物安全性及其对蛋白质等生物分子的高效发光标记仍面临重要挑战。

图1. 金纳米团簇的合成与表征

鉴于此，福州大学杨黄浩教授、中科院福建物质结构研究所陈学元研究员、新加坡国立大学Jianping Xie教授和福州大学宋晓荣副研究员发展了一种基于新型近红外二区发光金纳米团簇的蛋白质标记策略用于实现高效的肿瘤靶向可视化成像。研究团队利用生物相容性的环糊精作为配体保护剂，通过优化反应配比和硼氢化钠的还原速度制备了单分散的超小金纳米团簇（CD-Au NCs，<2 nm）。通过变温稳态发射谱和瞬态发光寿命等表征，研究团队揭示了其宽带可激发的高效近红外二区发光性能（激发350-810 nm；发射1050 nm），且近红外二区发光性能与表面Au氧化价态密切相关。同时，CD-Au NCs可以在多种复杂生理环境中（例如不同的盐浓度和酸碱条件）保持良好的发光稳定性和分散稳定性，并具有较低的细胞毒性和快速的肾清除性能。

图2. 金纳米团簇的近红外二区发光性能表征

研究还发现，借助于环糊精与金刚烷之间的强主客体包结作用力，CD-Au NCs可实现对金刚烷修饰的蛋白质和抗体等生物分子的高亲和力生物标记，所得标记产物在生理条件下具有良好的稳定性。特别地，该蛋白标记方法操作简单，不需要复杂的化学修饰步骤，且不会显著影响蛋白质和抗体自身的活体分布行为和目标识别能力。基于此，研究团队成功利用金纳米团簇对抗表皮细胞粘附分子（EpCAM）抗体进行功能化修饰，并利用808 nm激发下的近红外二区发光成像实现其活体内的实时示踪和小鼠肿瘤靶向的可视化成像。

图3. CD-Au NCs和BSA@AuNCs的活体近红外二区发光成像

该工作开发的近红外二区发光金纳米团簇和蛋白质标记策略有望为金纳米团簇发光性质研究和发光纳米探针的设计提供重要的研究思路，并推进近红外二区发光成像技术在分子水平可视化成像研究中的应用。

图4. Ab@AuNCs用于小鼠肿瘤靶向成像示意图与活体近红外二区发光成像图

论文信息：A New Class of NIR-II Gold Nanoclusters BasedProtein Biolabels for In Vivo Tumor-Targeted Imaging
Xiaorong Song, Wei Zhu, Xiaoguang Ge, Renfu Li,Shihua Li, Xian Chen, Jibin Song, Jianping Xie*, Xueyuan Chen*, Huanghao Yang*Angewandte Chemie International Edition
DOI: 10.1002/anie.202010870

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202010870