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Boosting Photoacoustic Effect via Intramolecular Motions Amplifying Thermal-to-Acoustic Conversion Efficiency for Adaptive Image-Guided Cancer Surgery
Angewandte Chemie International Edition ( IF 16.1 ) Pub Date : 2021-07-26 , DOI: 10.1002/anie.202109048 Heqi Gao 1 , Xingchen Duan 1 , Di Jiao 1 , Yi Zeng 2 , Xiaoyan Zheng 2 , Jingtian Zhang 1 , Hanlin Ou 1 , Ji Qi 1 , Dan Ding 1
Angewandte Chemie International Edition ( IF 16.1 ) Pub Date : 2021-07-26 , DOI: 10.1002/anie.202109048 Heqi Gao 1 , Xingchen Duan 1 , Di Jiao 1 , Yi Zeng 2 , Xiaoyan Zheng 2 , Jingtian Zhang 1 , Hanlin Ou 1 , Ji Qi 1 , Dan Ding 1
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Photoacoustic (PA) imaging emerges as a promising technique for biomedical applications. The development of new strategies to boost PA conversion without depressing other properties (e.g., fluorescence) is highly desirable for multifunctional imaging but difficult to realize. Here, we report a new phenomenon that active intramolecular motions could promote PA signal by specifically increasing thermal-to-acoustic conversion efficiency. The compound with intense intramolecular motion exhibits amplified PA signal by elevating thermal-to-acoustic conversion, and the fluorescence also increases due to aggregation-induced emission signature. The simultaneously high PA and fluorescence brightness of TPA-TQ3 NPs enable precise image-guided surgery. The preoperative fluorescence and PA imaging are capable of locating orthotopic breast tumor in a high-contrast manner, and the intraoperative fluorescence imaging delineates tiny residual tumors. This study highlights a new design guideline of intramolecular motion amplifying PA effect.
中文翻译：
通过分子内运动增强光声效应，提高自适应图像引导癌症手术的热-声转换效率
光声 (PA) 成像是一种很有前途的生物医学应用技术。开发新策略以促进 PA 转换而不抑制其他特性（例如，荧光）对于多功能成像是非常理想的，但很难实现。在这里，我们报告了一种新现象，即主动分子内运动可以通过专门增加热-声转换效率来促进 PA 信号。具有强烈分子内运动的化合物通过提高热-声转换表现出放大的 PA 信号，并且由于聚集诱导的发射特征，荧光也增加。TPA-TQ3 NP 同时具有高 PA 和荧光亮度，可实现精确的图像引导手术。术前荧光和PA成像能够以高对比度的方式定位原位乳腺肿瘤，术中荧光成像描绘微小的残留肿瘤。这项研究突出了分子内运动放大 PA 效应的新设计指南。
更新日期：2021-09-06
中文翻译：
通过分子内运动增强光声效应，提高自适应图像引导癌症手术的热-声转换效率
光声 (PA) 成像是一种很有前途的生物医学应用技术。开发新策略以促进 PA 转换而不抑制其他特性（例如，荧光）对于多功能成像是非常理想的，但很难实现。在这里，我们报告了一种新现象，即主动分子内运动可以通过专门增加热-声转换效率来促进 PA 信号。具有强烈分子内运动的化合物通过提高热-声转换表现出放大的 PA 信号，并且由于聚集诱导的发射特征，荧光也增加。TPA-TQ3 NP 同时具有高 PA 和荧光亮度，可实现精确的图像引导手术。术前荧光和PA成像能够以高对比度的方式定位原位乳腺肿瘤，术中荧光成像描绘微小的残留肿瘤。这项研究突出了分子内运动放大 PA 效应的新设计指南。
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