热点应用丨基于空间位阻调节分子堆积的 NIR-II 荧光传感器用于体内癫痫可视化

荧光传感对于研究生物过程和诊断疾病至关重要，尤其是在背景信号可以变得较弱的第二近红外（NIR-II）窗口中。然而，当人们试图将传感波长延伸到第二近红外（NIR-II）区域以获得更高的成像对比度时，构建“开-关”传感器仍然是一个巨大的挑战，这主要是由于难以合成光谱重叠的猝灭剂。

在本研究中，复旦大学张凡教授与嘉兴大学汪剑波教授研究团队提出了一种新的荧光猝灭策略，该策略利用空间位阻猝灭剂（SHQ）来调节荧光团的分子堆积状态并抑制发射信号。密度泛函理论（DFT）计算进一步表明，大的SHQ可以与荧光团竞争性地堆积并防止它们的自聚集。基于这种猝灭机制，通过SHQ的生物分析物响应性失效实现了一种新的可激活的“关-开”传感方法，即空间-阻碍失效geNerated 发光（SHINE）策略。作为概念验证，对ClO-敏感的SHQ可导致癫痫小鼠颅骨下海马和高光子散射脑组织中明亮的NIR-II信号释放，从而提供活体癫痫小鼠中ClO-生成过程的实时可视化。

图1. ANB及SHQ

图2. 癫痫可视化

Mengyao Zhao, Weiping Lai, Benhao Li, Tianwen Bai, Chunyan Liu, Yanfei Lin, Shixuan An, Longhua Guo, Lei Li, Jianbo Wang* and Fan Zhang*. NIR-II Fluorescence Sensor Based on Steric Hindrance Regulated Molecular Packing for In Vivo Epilepsy Visualization.  Angew. Chem. Int. Ed., 2024, e202403968.

近红外二区小动物活体成像系统NIR-II-ST

NIR-II in vivo imaging system

文中利用近红外二区小动物活体成像系统NIR-II-ST完成了正常小鼠和癫痫小鼠的脑部成像实验，并且实时观察到活体癫痫小鼠中ClO-的生成过程。

该小动物活体成像系统功能强大，相机性能优异，多款深度制冷的InGaAs近红外相机可供选择。检测灵敏度高，可实现大视野以及局部小动物高信噪比和高分辨活体成像。自主开发的软件功能一键操作，可实时反映仪器状态，自动化控制，操控与图像处理一体化，终身免费升级。该成像系统应用场景多样化，可用于小动物近红外二区宽场成像、全光谱成像、近红外二区荧光寿命成像，且成像系统采用了模块化设计，成像功能亦可进一步升级扩展X射线激发模块、CT成像模块、三维成像模块、热成像模块、比率荧光测试、多通道成像与原位光谱测试等。该系统可应用于活体小动物荧光手术导航、脏器成像、肿瘤成像、血管成像、淋巴成像、体内植入物的监测、药物追踪与活体原位疾病检测等。