国际顶级刊物《美国科学院院刊》(PNAS)刊发我校青年教师张明曦博士研究成果

发布:2018-6-22 来源:新材料研究所 浏览:2622 字体:
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  新闻经纬讯 近日,国际顶级刊物《美国科学院院刊》(PNAS)在线发表我校材料复合新技术国家重点实验室青年教师张明曦博士(第一作者)研究成果论文“Bright quantum dots emitting at ∼1,600 nm in the NIR-IIb window for deep tissue fluorescence imaging”( http://www.pnas.org/content/early/2018/06/06/1806153115)。

  活体成像对于基础医学以及转化医学研究有着非常重要的意义。活体成像技术有三个关键要素,空间分辨率、时间分辨率和穿透深度。目前常用的活体成像技术存在空间分辨率较低,扫描时间较长,需要用到放射性物质或者x射线等不足。因此发展更清晰、更快速、更通透的成像方法依然是该领域的核心挑战。近红外荧光成像技术是近年来迅速发展的成像方法。在近红外波段,激发光和发射光的光散射现象较弱,同时活体组织具有较低的自发荧光,因此非常适合于活体成像。其中长波段近红外IIb区(1500-1700 nm)荧光成像更是成为了该领域的研究热点。在这个区间,光的散射效应更弱,同时刚好避开了水在1400-1500 nm左右的强吸收,因此可提供更高的空间分辨率、更低的背景干扰和更深的穿透深度。然而,目前缺少具有足够亮度且能在活体环境能稳定存在的近红外IIb区荧光探针,极大地制约了这一领域的发展。

  针对以上问题,张明曦博士与斯坦福大学终身教授Hongjie Dai(戴宏杰)院士课题组合作,开发了一种发射波长位于近红外IIb区(~ 1600 nm)的量子点活体探针。这种探针在水溶液及活体环境中具有很好的稳定性和极佳的荧光性能,可用于小鼠血管及深层组织的非侵入性高分辨成像及血流超高速动态成像,成像速度可达60 帧/秒。同时,还利用该探针首次实现了小鼠正常组织及肿瘤血管的近红外IIb区荧光共聚焦三维成像,分辨率可达毛细血管级。此外,由于探针的亮度较强,背景干扰小,整个成像过程无须手术步骤,避免了术后成像可能带来的风险。活体代谢及体内分布数据证实,这种量子点探针并没有明显的活体毒性,为临床前期动物模型研究提供了强有力的工具。

 图:小鼠肿瘤部位的非侵入式近红外IIb区荧光成像。 

  张明曦博士系我校材料复合新技术国家重点实验室副研究员,为长江学者国家杰青孙涛垒教授团队骨干成员,致力于纳米生物材料研究,主持了国家自然科学基金和中国博士后科学基金项目,参与了多项国家级科研项目,在国际著名期刊如《PNAS》、《Advanced Materials》、《Chemical Society Reviews》、《Angewandte Chemie International Edition》、《Nature Communications》等上发表SCI论文27篇,其中第一作者或通讯作者12篇。

  【附】《美国科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 缩写为PNAS)是世界著名的学术期刊,自1914年创刊至今,PNAS提供具有高水平的前沿研究报告、学术评论、学科回顾及前瞻、学术论文以及美国国家科学学会学术动态的报道和出版。PNAS收录的文献涵盖医学、化学、生物、物理、大气科学、生态学和社会科学。

关键词 活体成像量子点活体探针

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