2022-08-12 06:30:27, 恒光智影 上海恒光智影医疗科技有限公司
文章要点:近日,一种新型电子受体在Nature Communications期刊上报道,即6,7-二噻吩基-[1,2,5]噻二唑[3,4-g]喹喔啉 (TQT), 并基于该电子受体合成新的水溶性NIR-II染料FT-TQT(图1)。利用该探针,获得高分辨NIR-II血管成像,并实现动态监测肿瘤血管阻断剂CA4P切断肿瘤血管的过程。
相较于传统近红外一区成像(400-900 nm),近红外二区荧光成像因其更高的组织穿透力、更低的生物组织自荧光和更高的信噪比,在生物医学研究中受到越来越多的关注。作为荧光成像的重要组成部分,近红外二区荧光染料的研发也备受研究者的重视。特别是,近年来广泛研究的电子供体-电子受体-电子供体(D-A-D)类小分子近红外二区(NIR-II)荧光染料,展现出来很多优越性质。但目前大多数报道的小分子NIR-II有机荧光分子常为疏水性,限制了其蛋白标记等应用。生物成像应用时需封装于聚合物基质中,体内清除速度慢,GMP制备难度大。研究水溶性小分子D-A-D染料是目前扩展NIR-II应用范围重要的解决方案。
前期研究发现,现有D-A-D类近红外二区荧光染料主要以苯并噻二唑(BBT)和6,7-二苯基-[1,2,5]噻二唑并[3,4-g]喹恶啉(PTQ)结构为电子受体。上述电子受体或在碱性等严苛条件下极不稳定,或在吸收/发射光谱上存在蓝移现象,限制了该类探针的广泛应用。因此,研发具有高稳定性和吸收/发射红移的新型电子受体,对于设计新一代D-A-D类NIR-II有机荧光团至关重要。
首先,研究人员证明了TQT具有较高的碱稳定性(vs BBT)以及发射光谱红移(vs. PTQ),表明TQT可更耐受严苛的合成条件,因而具备更多结构修饰的潜力(图2)。
其次,研究人员以BBT、TQT为电子受体,合成不同电子受体以及不同供体单元的NIR-II染料,并对其光化学性质进行比较。以TQT为电子受体的D-A-D NIR-II荧光探针在活性氧/氮物种(ROS/RNS)、金属离子和活性生物分子以及各种碱性条件下表现出超高稳定性。其中,FT-TQT因其高光/化学稳定性、高度水溶性以及适宜的发射波长(λmax = 1034 nm),被筛选用于血管成像及药效评估。
血管阻断剂CA4P可选择性切断肿瘤血管,阻断肿瘤供给,从而引起肿瘤坏死。成像前30 分钟,给予CA4P处理,可实时监测CA4P治疗后肿瘤血管破裂的动态过程(图4)。
总结:尽管近红外二区D-A-D型小分子荧光探针的开发已取得很大进展,但对电子受体单元仍然缺乏关注。本研究提供了一种新的电子受体结构,为新一代D-A-D NIR-II荧光探针的开发提供了新的策略。同时,利用该电子受体合成的荧光探针实现了生理或病理状态下血管的高保真成像,并实时监测CA4P治疗后肿瘤血管破裂的动态过程,这将有希望未来用于类似靶点化合物药效快速评价以及药物筛选。
参考文献
https://doi.org/10.1038/s41467-022-31521-y
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近红外二区小动物活体荧光成像系统 - MARS
NIR-II in vivo imaging system
有不同型号的样机可以测试,请联系:
艾中凯(博士)
132 6299 1861
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恒光智影
上海恒光智影医疗科技有限公司,专注于近红外二区成像技术。致力于为生物医学、临床前和临床应用等相关领域的研究提供先进的、一体化的成像解决方案。自主研发近红外二区小动物活体荧光成像系统-MARS。
与基于可见光波长的传统成像技术相比,我们的技术侧重于X射线、紫外、红外、短波红外、太赫兹范围,可为肿瘤学、神经学、心血管、药代动力学等一系列学科的科研人员提供清晰的成像效果,助力科技研发。
同时,恒光智影还具备探针研发能力,我们已经成功研发了超过15种探针,这些探针将广泛地应用于众多生物科技前沿领域的相关研究中。
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