Nature Protocols | 南开大学丁丹/冯光雪合作开发近红外余晖发光的AIE纳米探针用于成像引导肿瘤切除

光学成像，尤其是荧光成像，以其出色的灵敏度、高信号与背景比、优良的生物相容性以及多样的光学材料类别等独特优势，在近几十年中成为不可或缺的可视化工具之一。然而，传统的荧光成像技术通常依赖于外部光源的实时激发，无法避免组织自发荧光的干扰。与荧光成像不同，余辉发光成像，特别是化学发光成像，利用化学能取代光能激发，极大地避免了外部光源实时激发所带来的光散射和自发荧光干扰等问题。然而，对于传统的余辉成像材料而言，如何在提高发光亮度和延长发光波长两者之间取得平衡仍然是实现高水平体内余辉成像的难题。

鉴于此，2024年4月18日，南开大学生命科学学院丁丹研究员与华南理工大学冯光雪教授合作在Nature Protocols期刊在线发表了题为：Preparation of AIEgen-based near-infrared afterglow luminescence nanoprobes for tumor imaging and image-guided tumor resection的文章，提供了一种基于聚集诱导发光（Aggregation-Induced Emission; AIE）材料制备近红外长余晖纳米探针的新方法，通过该方法制备的纳米探针能够同时实现余晖信号的红移和增强，用于高水平肿瘤成像和成像引导的肿瘤切除。

图1. 左图为纳米探针的组成及发光原理示意图；右图为该探针用于成像引导手术切除示意图

综上，在此论文中，作者提出了一种具有聚集诱导发光特性的长余晖发光纳米探针制备方法。该探针由近红外AIE分子和Schaap’s 化学发光前体分子与两亲性聚合物组装而成。在使用前，通过白光照射，探针中的AIE分子将产生单线态氧，其能够将Schaap’s 化学发光前体分子氧化为具有1,2-二氧杂环丁烷结构的高能不稳定形式，从而开启余晖发光过程。借助近红外AIE分子，该纳米探针余晖发光波长从~540 nm红移至~625 nm，发光亮度相比不添加AIE分子提高了3.2倍，持续发光时间长达10天，极大地提高了肿瘤成像和成像引导术中肿瘤切除的效果（图1）。

南开大学丁丹研究员，华南理工大学冯光雪教授为论文共同通讯作者。南开大学为论文第一单位。南开大学生命科学学院已毕业博士生陈超为论文第一作者。南开大学生命科学学院已毕业博士张晓燕和在读博士高志远为论文共同作者。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41596-024-00990-4

原文链接：

https://sky.nankai.edu.cn/2024/0420/c7811a540626/page.htm