11月23日,国际著名学术刊物《自然•材料》(《Nature Materials》,IF=36.5)在线发表了金沙集团wwW3354CC洪学传教授课题组与斯坦福大学分子影像中心程震教授、斯坦福大学化学系戴宏杰教授课题组合作的近红外二区(NIR-II)小分子荧光染料研究成果(A small-molecule dye for NIR-II imaging, Nature Materials, 2015, doi:10.1038/nmat4476. )。武汉大学为论文第一署名单位,我校与斯坦福大学合作培养的博士生Alexander L. Antaris、金沙集团wwW3354CC2011级博士生(我校首届跨学科培养博士生)陈浩为论文共第一作者。
荧光成像技术广泛的应用于生物研究,临床上也用其区分正常组织与病变组织以指导外科手术切除。它在癌症肿瘤前哨淋巴结标记,肿瘤(如乳腺癌、头颈部癌症、脑胶质瘤)及坏死组织手术切除等方面有着广泛的应用。目前研究和临床常用的为近红外一区(NIR-I,发射谱在650-950 n)的荧光染料如吲哚青绿等(Indocyanine Green,ICG)。相对于普通可见光和NIR-I荧光成像技术,近红外二区(NIR-II)荧光成像激发波长和发射波长(1000nm~1700nm)更长,可显著降低光在穿透生物组织中的散射现象,加上其光子自身组织吸收少,引起自荧光效应低等特点,所达到的透射深度更深,空间分辨率更高,可达约40微米。近年来其已成为国际研究活体荧光成像的最新热点方向。
本研究首次成功设计合成得到了一种可用于标记多种生物分子、可被生物代谢的NIR-II荧光小分子染料CH1055。与常规的NIR-1染料ICG相比,CH1055具有NIR-II荧光成像透射深度深、分辨率高的特点(图1);其在前哨淋巴结、深度肿瘤成像的效果也大大优于ICG(图2)。在高对比度的荧光成像指导下,本研究也首次实施了NIR-II荧光成像指导下的小鼠皮下肿瘤切除手术(图3)。这些实验结果展示出CH1055染料和NIR-II荧光成像技术在生物医学领域巨大的应用潜力。该平台分子可用于各种基于NIR-II的分析测试、体外诊断和体内分子影像。而且由于其高生物相容性,相比以前基于稀土元素纳米材料、碳纳米管、量子点、有机聚合物等NIR-II材料,CH1055显示了向临床转化应用的巨大可能性。