随着生物医学影像技术的不断发展,近红外荧光成像技术在生物医学研究领域得到了越来越多的**************和应用。其中,近红外二区(1000 nm-1400 nm)荧光对生物组织穿透能力强,成像信噪比高,该区域荧光成像技术在生物活体成像领域已展现出巨大潜力。量子点(Quantum dots, QDs)作为一种新型的纳米荧光探针,具有亮度高、光稳定性强、光谱可调等传统荧光染料不可比拟的优势,在生物标记、成像与传感等方面得到了广泛应用,而开发具有近红外二区荧光发射、生物相容性好、量子产率高的QDs是当前其用于活体荧光成像所面临的重要挑战。
中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所王强斌研究员课题组在“单源前驱体制备Ag2S近红外量子点”(J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 1470–1471)的基础上,进一步优化制得了量子产率更高、生物相容性更好、尺寸均匀可控的Ag2S近红外QDs。通过与美国斯坦福大学戴宏杰教授课题组合作,利用Ag2S QDs进行了细胞成像与毒性研究。结果表明,在水溶性Ag2S QDs表面修饰不同的生物识别分子,可实现对不同细胞系的特异性标记,并且该Ag2S QDs几乎没有细胞毒性(ACS Nano 2012, 6, 3695–3702)。
在上述工作基础上,王强斌课题组与戴宏杰教授课题组继续合作,进一步将Ag2S QDs用于动物活体成像研究。结果表明,因肿瘤组织对大分子的高通透性和滞留效应(简称EPR效应),肿瘤对QDs具有很高的摄取(图2),该现象为肿瘤早期诊断以及手术的可视化提供了重要的技术基础。同时,他们对导入小鼠体内QDs的命运进行了追踪,发现除了富集于肿瘤部位的QDs外,其它QDs大部分在注射24小时后不断的随粪便和尿液排出;一周后,体内各个器官(肝和脾除外)的QDs均已基本排出(图3)。
该工作已在国际著名杂志Angewandte Chemie International Edition上发表。对Ag2S QDs的长期体内代谢、分布和毒理研究正在进行之中。
此项工作得到中科院“百人计划”、中科院先导专项、国家自然科学基金委和科技部等的大力支持。