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近红外荧光成像发展迅速深圳先进院拓展近红外荧光成像光谱范围

2021-09-16 0人读过

近红外光谱技术除了分析光谱的形状和吸收峰以外,还可以计算光谱的宽带反射率,与其它数据集相比较。

近日,中国科学院深圳先进技术研究院蔡林涛团队发现一类分子染料在NIR-1a和NIR-1b区域中都具有不同的荧光发射峰,并通过植物绿萝叶脉和动物脑胶质瘤模型证明NIR-Ib区域近红外荧光成像的可行性和优越性。相关研究成果以Near-infrared fluorescence imaging in the largely unexplored window of 900–1,000 nm为题,发表在Theranostics上。

近红外荧光成像的波长主要集中在700-900 nm波段(NIR-1a)和1,000-1,700 nm波段(NIR-II),其波段中自发荧光低、散射率小和生物组织吸收弱。近年来,尽管近红外荧光成像发展迅速,但科学家很少关注900-1000 nm(NIR-1b)区域的近红外荧光成像,一方面是因为NIR-Ib区域存在水吸收峰,科学家认为它会影响这个波段的近红外荧光成像质量,另一方面是因为目前几乎没有在NIR-1b区域荧光发射峰的分子探针。

The wavelengths of near infrared fluorescence are mainly concentrated in 700-900 nm band (NIR-1a) and 1000-1700 nm band (NIR-II), which have low spontaneous fluorescence, small scattering rate and weak biological tissue absorption. In recent years, near infrared fluorescence imaging has developed rapidly, but scientists rarely pay attention to near infrared fluorescence imaging in the 900-1000 nm (NIR-1b) region. One aspect is that there is a water absorption peak in the NIR-Ib region. Scientists think it will affect the quality of near infrared fluorescence imaging in this band, on the other hand, it is almost not at present. A molecular probe for the fluorescence emission peak of the NIR-1b region.

在该研究中,科研人员通过植物绿萝的叶脉成像和动物的脑胶质瘤成像实验评价NIR-Ib区域近红外荧光成像的性能,结果表明,与NIR-Ia区域近红外荧光成像相比,NIR-1b区域近红外荧光成像能够产生更清晰的叶脉和脑胶质瘤图像。此外,研究人员设计了植物叶片和动物肌肉组织的模拟实验,利用线性光谱分离方法分析,发现在NIR-1b区域中自发荧光、散射率和生物组织对光吸收均减少,说明NIR-1b区域近红外荧光成像具有一定的优越性。这些发现拓宽了近红外荧光成像的光谱范围,对生物医学研究具有重要意义。

研究工作得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金研究团队、广东省纳米医药重点实验室和深圳市科创委基础研究等的资助。深圳先进院研究员蔡林涛和龚萍为论文的共同通讯作者,课题组成员邓冠军为论文的第一作者。

七甲川菁染料分子探针在NIR-1a和NIR-1b区域中具有不同的荧光发射峰,及其在植物绿萝叶脉成像的应用

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