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High‐Resolution 3D NIR‐II Photoacoustic Imaging of Cerebral and Tumor Vasculatures Using Conjugated Polymer Nanoparticles as Contrast Agent
Advanced Materials ( IF 27.4 ) Pub Date : 2019-05-07 , DOI: 10.1002/adma.201808355 Bing Guo 1 , Jingqin Chen 2, 3 , Ningbo Chen 2 , Eshu Middha 1 , Shidang Xu 1 , Yutong Pan 1 , Min Wu 1 , Ke Li 2 , Chengbo Liu 2 , Bin Liu 1
Advanced Materials ( IF 27.4 ) Pub Date : 2019-05-07 , DOI: 10.1002/adma.201808355 Bing Guo 1 , Jingqin Chen 2, 3 , Ningbo Chen 2 , Eshu Middha 1 , Shidang Xu 1 , Yutong Pan 1 , Min Wu 1 , Ke Li 2 , Chengbo Liu 2 , Bin Liu 1
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Exogenous contrast‐agent‐assisted NIR‐II optical‐resolution photoacoustic microscopy imaging (ORPAMI) holds promise to decipher wide‐field 3D biological structures with deep penetration, large signal‐to‐background ratio (SBR), and high maximum imaging depth to depth resolution ratio. Herein, NIR‐II conjugated polymer nanoparticle (CP NP) assisted ORPAMI is reported for pinpointing cerebral and tumor vasculatures. The CP NPs exhibit a large extinction coefficient of 48.1 L g−1 at the absorption maximum of 1161 nm, with an ultrahigh PA sensitivity up to 2 µg mL−1. 3D ORPAMI of wide‐field mice ear allows clear visualization of regular vasculatures with a resolution of 19.2 µm and an SBR of 29.3 dB at the maximal imaging depth of 539 µm. The margin of ear tumor composed of torsional dense vessels among surrounding normal regular vessels can be clearly delineated via 3D angiography. In addition, 3D whole‐cortex cerebral vasculatures with large imaging area (48 mm2), good resolution (25.4 µm), and high SBR (22.3 dB) at a depth up to 1001 µm are clearly resolved through the intact skull. These results are superior to the recently reported 3D NIR‐II fluorescence confocal vascular imaging, which opens up new opportunities for NIR‐II CP‐NP‐assisted ORPAMI in various biomedical applications.
中文翻译：
使用共轭聚合物纳米粒子作为造影剂的脑和肿瘤血管的高分辨率3D NIR-II光声成像
外源性造影剂辅助的NIR-II光学分辨率光声显微镜成像（ORPAMI）有望破译具有深穿透力，大信噪比（SBR）和高最大成像深度对深度的宽视野3D生物结构分辨率。在此，据报道，NIR-II共轭聚合物纳米粒子（CP NP）辅助ORPAMI可精确定位大脑和肿瘤的脉管系统。CP NP在最大吸收波长1161 nm处具有48.1 L g -1的大消光系数，具有高达2 µg mL -1的超高PA灵敏度。。宽视野小鼠耳朵的3D ORPAMI可以清晰地观察到规则的脉管系统，分辨率为19.2 µm，SBR为29.3 dB，最大成像深度为539 µm。可以通过3D血管造影清楚地描绘周围正常规则血管中由扭转密集血管组成的耳部肿瘤的边缘。此外，通过完整的颅骨可以清晰地分辨出3D全皮质大脑血管，具有较大的成像面积（48 mm 2），良好的分辨率（25.4 µm）和高的SBR（22.3 dB），深度可达1001 µm。这些结果优于最近报道的3D NIR-II荧光共聚焦血管成像，为各种生物医学应用中的NIR-II CP-NP辅助ORPAMI开辟了新的机遇。
更新日期：2019-05-07
中文翻译：
使用共轭聚合物纳米粒子作为造影剂的脑和肿瘤血管的高分辨率3D NIR-II光声成像
外源性造影剂辅助的NIR-II光学分辨率光声显微镜成像（ORPAMI）有望破译具有深穿透力，大信噪比（SBR）和高最大成像深度对深度的宽视野3D生物结构分辨率。在此，据报道，NIR-II共轭聚合物纳米粒子（CP NP）辅助ORPAMI可精确定位大脑和肿瘤的脉管系统。CP NP在最大吸收波长1161 nm处具有48.1 L g -1的大消光系数，具有高达2 µg mL -1的超高PA灵敏度。。宽视野小鼠耳朵的3D ORPAMI可以清晰地观察到规则的脉管系统，分辨率为19.2 µm，SBR为29.3 dB，最大成像深度为539 µm。可以通过3D血管造影清楚地描绘周围正常规则血管中由扭转密集血管组成的耳部肿瘤的边缘。此外，通过完整的颅骨可以清晰地分辨出3D全皮质大脑血管，具有较大的成像面积（48 mm 2），良好的分辨率（25.4 µm）和高的SBR（22.3 dB），深度可达1001 µm。这些结果优于最近报道的3D NIR-II荧光共聚焦血管成像，为各种生物医学应用中的NIR-II CP-NP辅助ORPAMI开辟了新的机遇。
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