浙大钱骏教授团队、高利霞教授团队及港科大唐本忠院士团队AM：提出可排泄的AIE探针设计方案并实现非人灵长类近红外二区荧光功能成像

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聚集诱导发光（AIE）是中国科学家提出的原创理论，近年来获得广泛关注并迅速发展。

当前，AIE探针在生物医学诊疗领域的应用潜力正在不断被挖掘。相比于传统的可见光（360-760 nm）及近红外一区（760-900 nm）波段，近红外二区（900-1700 nm）波段通常具有更低的组织光散射和自发荧光。正因如此，近红外二区荧光成像通常具有更大的成像深度，更高的空间分辨率。为了适配近红外二区荧光造影，更强荧光发射、更长发射波长的AIE探针开发成为目前一大研究热门。然而，尚没有明确具备高度生物安全性的近红外二区AIE探针设计方案。此外，将AIE探针推向临床，非人灵长类动物成像是必不可少的一步。

针对AIE探针的生物安全性问题，钱骏教授课题组提出了长脂链增强聚乙二醇化AIE纳米胶束荧光探针的生物可排泄性设计方案。利用荧光共振能量转移（FRET）技术，该团队观察到在生物蛋白的影响下，带有长脂链的AIE分子更易从聚乙二醇化的胶束中释放，进而参与进一步的排泄。合成的新型聚乙二醇化AIE探针（OTPA-BBT dots）具备较强的荧光发射，较长的荧光拖尾且可以通过肝胆系统排出体外。

图1. 几种AIE分子的活体生物可排泄性研究。图片来源：Adv. Mater.

此外，钱骏教授课题组同高利霞教授课题组及唐本忠院士团队展开合作，利用高亮度的荧光探针在非人灵长类动物上首次实现了大深度穿颅（磨薄的颅骨）脑血管成像，并精确测定了血流速度。静脉注射到狨猴体内的AIE探针经验证可以随粪便排出狨猴体外。

图2. 近红外二区大深度非人灵长类脑血管造影。图片来源：Adv. Mater.

借助其较长的荧光拖尾，OTPA-BBT dots可以在近红外二b区（1500-1700 nm）波段发射出较强的荧光信号。该工作首次实现了非人灵长类近红外二b区荧光肠胃道造影。通过频域图像的比较，他们证实了频率域近红外二b区图像中的高频信息更为丰富，对应的空间域图像具有更为丰富的细节。

图3. 近红外二b区无创非人灵长类肠胃道造影。图片来源：Adv. Mater.

该工作首次针对AIE探针的生物可排泄性提出有效的设计方案，并首次将AIE探针应用于非人灵长类动物的近红外二区荧光穿颅脑血管造影及近红外二b区荧光肠胃道造影，加速了AIE探针的临床转化进程。

该成果于2020年5月公开在biorxiv平台，并于近期发表在Advanced Materials上。论文的第一作者为浙江大学光电科学与工程学院博士生冯哲，共同第一作者为浙江大学系统神经与认知科学研究所硕士研究生白思怡及香港科技大学齐迹博士，通讯作者为浙江大学钱骏教授，共同通讯作者为浙江大学高利霞教授与香港科技大学唐本忠院士。

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202008123

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