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  聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）是中國科學(xué)家提出的原創(chuàng)理論，近年來獲得廣泛關(guān)注并迅速發(fā)展。

  當(dāng)前，AIE探針在生物醫(yī)學(xué)診療領(lǐng)域的應(yīng)用潛力正在不斷被挖掘。相比于傳統(tǒng)的可見光（360-760 nm）及近紅外一區(qū)（760-900 nm）波段，近紅外二區(qū)（900-1700 nm）波段通常具有更低的組織光散射和自發(fā)熒光。正因如此，近紅外二區(qū)熒光成像通常具有更大的成像深度，更高的空間分辨率。為了適配近紅外二區(qū)熒光造影，更強(qiáng)熒光發(fā)射、更長發(fā)射波長的AIE探針開發(fā)成為目前一大研究熱門。然而，尚沒有明確具備高度生物安全性的近紅外二區(qū)AIE探針設(shè)計(jì)方案。此外，將AIE探針推向臨床，非人靈長類動物成像是必不可少的一步。

  針對AIE探針的生物安全性問題，錢駿教授課題組提出了長脂鏈增強(qiáng)聚乙二醇化AIE納米膠束熒光探針的生物可排泄性設(shè)計(jì)方案。利用熒光共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）技術(shù)，該團(tuán)隊(duì)觀察到在生物蛋白的影響下，帶有長脂鏈的AIE分子更易從聚乙二醇化的膠束中釋放，進(jìn)而參與進(jìn)一步的排泄。合成的新型聚乙二醇化AIE探針（OTPA-BBT dots）具備較強(qiáng)的熒光發(fā)射，較長的熒光拖尾且可以通過肝膽系統(tǒng)排出體外。

圖1. 幾種AIE分子的活體生物可排泄性研究。圖片來源：Adv. Mater.

  此外，錢駿教授課題組同高利霞教授課題組及唐本忠院士團(tuán)隊(duì)展開合作，利用高亮度的熒光探針在非人靈長類動物上首次實(shí)現(xiàn)了大深度穿顱（磨薄的顱骨）腦血管成像，并精確測定了血流速度。靜脈注射到狨猴體內(nèi)的AIE探針經(jīng)驗(yàn)證可以隨糞便排出狨猴體外。

圖2. 近紅外二區(qū)大深度非人靈長類腦血管造影。圖片來源：Adv. Mater.

  借助其較長的熒光拖尾，OTPA-BBT dots可以在近紅外二b區(qū)（1500-1700 nm）波段發(fā)射出較強(qiáng)的熒光信號。該工作首次實(shí)現(xiàn)了非人靈長類近紅外二b區(qū)熒光腸胃道造影。通過頻域圖像的比較，他們證實(shí)了頻率域近紅外二b區(qū)圖像中的高頻信息更為豐富，對應(yīng)的空間域圖像具有更為豐富的細(xì)節(jié)。

圖3. 近紅外二b區(qū)無創(chuàng)非人靈長類腸胃道造影。圖片來源：Adv. Mater.

  該工作首次針對AIE探針的生物可排泄性提出有效的設(shè)計(jì)方案，并首次將AIE探針應(yīng)用于非人靈長類動物的近紅外二區(qū)熒光穿顱腦血管造影及近紅外二b區(qū)熒光腸胃道造影，加速了AIE探針的臨床轉(zhuǎn)化進(jìn)程。

  該成果于2020年5月公開在biorxiv平臺，并于近期發(fā)表在Advanced Materials上。論文的第一作者為浙江大學(xué)光電科學(xué)與工程學(xué)院博士生馮哲，共同第一作者為浙江大學(xué)系統(tǒng)神經(jīng)與認(rèn)知科學(xué)研究所碩士研究生白思怡及香港科技大學(xué)齊跡博士，通訊作者為浙江大學(xué)錢駿教授，共同通訊作者為浙江大學(xué)高利霞教授與香港科技大學(xué)唐本忠院士。

  論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202008123