ACS Nano | 综合性能优异的近红外二区诊疗剂用于成像引导的光热溶栓

英文原题：Near-Infrared II Agent with Excellent Overall Performance for Imaging-Guided Photothermal Thrombolysis

通讯作者：秦安军（华南理工大学）；钱骏（浙江大学）

作者：Daming Zhou, Guiquan Zhang, Jiayi Li, Zeyan Zhuang, Pingchuan Shen, Xinyao Fu, Lirong Wang, Jun Qian*, Anjun Qin*, Ben Zhong Tang

人体内的微小病变，如小肿瘤和血栓，不仅对人类健康构成重大威胁，还成为全球人口死亡率居高不下的主要原因之一。对这些微小病灶进行精确诊断和治疗至关重要，但面临诸多挑战。近红外二区（NIR-II）成像和光热治疗在生物体内的精确诊断和治疗方面具有巨大的潜力。然而，一个重大的挑战是缺乏同时具有高光热转化效率和高荧光量子产率的NIR-II诊疗剂。

近期，华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室唐本忠院士（点击查看介绍）团队秦安军教授（点击查看介绍）和浙江大学光电科学与工程学院钱骏教授（点击查看介绍）等人设计并制备了一种综合性能优越的NIR-II诊疗剂，并实现了在成像引导的光热溶栓治疗方面的应用。作者通过在分子中整合大共轭吸电子核心、多个可转动的芳香环和四条烷基链，成功制备了一种名为4THTPB的NIR-II诊疗剂（图1）。将4THTPB分子用DSPE-PEG₂₀₀₀进行包裹，获得在水相分散良好的4THTPB纳米粒子，其表现出优异的光热转化效率（87.6%）和较高的荧光量子产率（3.2%）。4THTPB 纳米粒子的最大发射峰位于1058 nm，发射光谱可延伸至1700 nm。因此，4THTPB 纳米粒子在NIR-II高分辨率血管造影中表现出色，能够通过NIR-II成像实现血栓的精准成像，并基于其光热特性实现了高效的光热溶栓治疗。

图1. 4THTPB的化学结构、设计策略及性能的示意图。

体外实验结果显示，存在4THTPB 纳米粒子时，光热消融体外血块的速率明显加快。同时体内实验结果表明，4THTPB纳米粒子能够在NIR-II荧光成像引导下有效消融血栓，在小鼠体内成功实现了血管再通。与传统药物溶栓相比，这种方法具有可视化治疗区域的优势，提升了精确度和控制力（图2）。

图2. 基于4THTPB 纳米粒子的体内外血栓诊断与治疗。A) 为使用不同浓度的纳米粒子在激光照射下进行体外血栓治疗。B) 为对应 (A) 的540 nm处释放血液的吸收动力学。C) 为体内血栓治疗的示意图。D) 为不同处理后血凝块的H&E染色。E) 为对活体小鼠进行NIR-II成像。F) 和 (E) 为中沿黄色线的相应横截面荧光强度分布。G) 为对不同组小鼠进行NIR-II成像。

值得指出的是，4THTPB 纳米粒子NIR-II成像可用于监测血栓消融过程中的血管再通情况。随着808 nm激光照射时间的增加，可从4THTPB 纳米粒子NIR-II成像观测到股动脉逐渐恢复通畅的过程（图3）。

图3. 基于4THTPB 纳米粒子的血管再通的NIR-II成像及溶栓效率评估。A)，B)，C)  和D)为激光照射血栓不同时间的NIR-II成像；E) 为 (A)、(B)、(C) 和 (D) 中沿黄色线的相应横截面荧光强度分布。F) 图为不同处理后股动脉血栓部位的H&E染色。

综上，该工作成功设计并制备了一种综合性能优异的NIR-II诊疗剂4THTPB，其纳米粒子可以清晰成像小鼠血管并精准示踪血栓位置，同时实现精确光热溶栓治疗，显示出对微小病灶进行精确诊断和治疗的潜力。该工作为高性能NIR-II诊疗剂的设计提供了参考。

该工作发表在ACS Nano 上。文章共同第一作者为华南理工大学材料科学与工程学院博士生周大明、博士生张贵泉和浙江大学光电科学与工程学院硕士生李佳一。通讯作者为华南理工大学材料科学与工程学院秦安军教授，浙江大学光电科学与工程学院钱骏教授。

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Near-Infrared II Agent with Excellent Overall Performance for Imaging-Guided Photothermal Thrombolysis

Daming Zhou, Guiquan Zhang, Jiayi Li, Zeyan Zhuang, Pingchuan Shen, Xinyao Fu, Lirong Wang, Jun Qian*, Anjun Qin*, Ben Zhong Tang

ACS Nano 2024, XXXX, XXX, XXX-XXX

https://doi.org/10.1021/acsnano.4c06965 

Published Date: August 27, 2024

© 2024 American Chemical Society

导师介绍

钱骏

https://www.x-mol.com/university/faculty/48486 

唐本忠

https://www.x-mol.com/groups/Agg_optoelectronics 

秦安军

https://www.x-mol.com/groups/qinaj 

（本稿件来自ACS Publications）