吉林大学田文晶教授课题组和浙江大学钱骏教授课题组合作：基于聚集诱导发光分子和近红外染料的荧光共振能量转移纳米粒子及其双光子成像

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近红外光(700-900 nm)发射的荧光探针因具有较低的光学损伤、较深的组织穿透深度和较小的生物组织自荧光影响等优势，在癌症诊疗领域显示了重要的应用潜力。双光子荧光显微(TPFM)成像技术是实现深组织成像的有效方法，同时，由于双光子荧光的非线性激发模式(只有光束聚焦处的粒子才会被激发，而激发光之外的生物样品不会被激发)，在很大程度上降低了荧光探针的光漂白作用，提高了成像的空间分辨率。

基于此，吉林大学化学学院超分子结构与材料国家重点实验室田文晶教授课题组与浙江大学光电科学与工程学院现代光学仪器国家重点实验室钱骏教授课题组合作，利用两亲性聚合物PSMA对红光聚集诱导发光(AIE)分子TB和近红外荧光染料NIR775进行共包覆，制备了近红外发射的荧光共振能量转移纳米粒子PSMA@TB/NIR775 (图1, 图2)。该纳米粒子具有较强的近红外(780 nm)窄发射荧光(图3)，较好的双光子吸收性质，以及很好的单分散性、稳定性和较低的细胞毒性(图4)。

图1. PSMA@TB/NIR775纳米粒子制备示意图

图2. PSMA@TB/NIR775纳米粒子透射电镜形貌图

图3. PSMA@TB/NIR775纳米粒子(TB:PSMA, 1:10)的荧光发射光谱

图4. HepG2细胞在不同PSMA@TB/NIR775纳米粒子浓度下培养24 h的细胞活性图

在1040 nm飞秒激光的激发下，得到了TB分子680 nm的发射峰以及通过荧光共振能量转移被激发的NIR775的780 nm的发射峰(图5)。将PSMA@TB/NIR775纳米粒子用于小鼠脑血管的双光子成像，得到了较好的近红外成像效果，成像深度为150 μm (图6)。

图5. PSMA@TB/NIR775纳米粒子(5%, 8%）双光子荧光光谱(激发光1040 nm飞秒激光器)

图6. PSMA@TB/NIR775纳米粒子用于小鼠脑血管双光子荧光成像照片

刘雷静副教授是该论文的第一作者，刘雯博士研究生为共同第一作者，钱骏教授和田文晶教授为通讯作者。该项工作得到国家自然科学基金项目(基金号21835001, 51773080, 21674041, 51573068, 21221063)，吉林省长白山学者项目，吉林省科技厅项目(项目号20160101305JC)，以及吉林大学培英计划项目的资助。

该工作即将发表于Chinese Journal of Polymer Science 2019年第4期 "AIE Polymer"专辑。

论文链接：

https://link.springer.com/article/10.1007/s10118-019-2206-3

来源：高分子科学

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