荧光成像技术广泛的应用于生物研究齐一生物

荧光成像技术广泛的应用于生物研究，临床上也用其区分正常组织与病变组织以指导外科手术切除。它在癌症肿瘤前哨淋巴结标记，肿瘤（如头颈部癌症、脑胶质瘤）及坏死组织手术切除等方面有着广泛的应用。目前研究和临床常用的为近红外一区（NIR-I，发射谱在650-950 nm）的荧光染料如吲哚青绿等（Indocyanine Green，ICG）。相对于普通可见光和NIR-I荧光成像技术，近红外二区（NIR-II）荧光成像激发波长和发射波长（1000nm～1700nm）更长，可显著降低光在穿透生物组织中的散射现象，加上其光子自身组织吸收少，引起自荧光效应低等特点，在体内荧光成像中可以穿透的深部组织及拥有高空间分辨率。因而NIR-II荧光成像技术在生物活体成像领域展现出巨大潜力, 已成为研究活体荧光成像的热点方向。

近日，武汉大学药学院洪学传教授课题组与斯坦福大学分子影像中心程震教授合作联合开发出新型近红外二区（NIR-II）小分子荧光染料在活体显像应用研究成果（Chem. Sci., 2016, DOI: 10.1039/C6SC01561A），武汉大学为论文*署名单位，孙耀博士和博士生瞿春容为共同*作者。首先通过多步挑战性的有机合成工作，构建了一系列新型近红外二区染料分子。通过体外光学测试以及分子模拟计算，成功筛选出光学性能的Q4荧光分子（发射波长为1100 nm）。进一步利用Q4分子高时空分辨率和穿透能力，揭示了纳米粒子类型的分子探针在肿瘤部位非特异摄取的动态过程（EPR效应）。zui后通过点击化学改造Q4分子，构建生物兼容性好、水溶性佳的GRPR靶向近红外二区小分子探针（MW<3000），并用于前列腺癌的近红外二区诊断。该探针在活体显像中具有很好的肿瘤靶向特异性。这些实验结果极大的拓展了近红外二区小分子探针在生物医学上的应用。

这也是该课题组继可代谢近红外二区有机小分子研究取得重要进展之后（A small-molecule dye for NIR-II imaging, Nature Materials, 2016, 15, 235–242. doi: 10.1038/nmat4476.），再次在分子影像材料研究领域获得的重要研究成果。

高空间分辨率和深度穿透力的近红外II区活体成像探针CH1055和CH1100的发现及性能研究先后多次被各类媒体大幅介绍，如Yahoo! News、Stanford News Headlines、Medical Daily上的评述文章。

洪学传教授。图片来源：武汉大学药学院

该研究工作得到了国家自然科学基金委的大力支持。