FD-1080 荧光染料：NIR-II 生物成像中高性能小分子探针的研究进展

一、引言

随着生物医学成像技术的进步，近红外第二生物窗口（NIR-II，即 1000–1700 nm 波段）成为研究重点之一。相比 NIR-I（650–950 nm），NIR-II 区域荧光具有更低的组织散射、更深的穿透深度和更高的成像分辨率，大提升了体内显像质量。FD-1080 是一种具有激发与发射均位于 NIR-II 区域的小分子荧光染料，为实现高灵敏度、深组织、高分辨率成像提供了优秀的化学工具。

二、化学结构与物理化学属性

FD-1080 属于七亚甲基氰菁（heptamethine cyanine）染料，其分子式为 C₄₀H₃₈ClN₂NaO₆S₂，分子量约为 767 Da 它具有两个磺酸基团和一个环己烯结构，这一设计有助于提高分子的水溶性和化学稳定性 

在激发与发射方面，FD-1080 的激发峰在 1064 nm，而发射峰在 1080 nm，均位于 NIR-II 区域 

这使其对深组织结构如脑血管、肢体血管具有高的可视化能力。在溶液中，FD-1080 呈褐至黑色固体 

三、光物理性能与稳定性

1. 光稳定性

FD-1080 在连续激光照射下展现出优越的光稳定性，适合于长时间观察和动态成像 

2. 量子产率（Quantum Yield, QY）

在标准环境中，FD-1080 的 QY 较低，仅为约 0.31%，但令人兴奋的是，当它与胎牛血清（FBS）结合后，形成 FD-1080–FBS 复合体，其量子产率可显著提高至 5.94% 

这表明，蛋白结合显著改善了其荧光性能，也为体内运输和靶向成像提供了可能。

四、生物成像能力与优势

1. 深组织高分辨成像

由于 FD-1080 的激发在 1064 nm，它能够更深地穿透生物组织，大提升成像深度与空间分辨率 

。如小鼠肢体血管、腹部及脑部血管均被成功成像，效果清晰明显。

2. 动态监控生理过程

研究者利用 FD-1080 对小鼠肝脏呼吸运动进行了动态成像，能够实时量化呼吸频率，从而实现活体生理参数的无创观察 

3. 信噪比突出与非侵入性优势

NIR-II 区域低的组织自发荧光背景使 FD-1080 成像具有高的信噪比，并且使用 1064 nm 激发有利于缩短成像时间、减少光损伤，实现真正非侵入性生物成像。

五、应用领域与拓展

1. 静脉血管与脑血管成像

FD-1080 在血管结构成像方面展现出优异能力，适用于血液动力学研究、脑血管路径追踪、微循环检测等。

2. 呼吸与心脏功能监测

其动态显像功能为呼吸系统和循环系统功能参数提供了实时无创观测途径，具备广泛的生理应用价值。

3. 生物标记与靶向成像探索

虽然目前研究聚焦于染料本身，但其与蛋白（如 FBS）结合后的增强性能提示出将来可与靶向载体（如*体、蛋白）共价标记，用于靶区成像和肿瘤导航。

六、制备与使用建议

1. 溶液配制

FD-1080 可溶于 DMSO，常配制成 10 mM 储备液；用于实验时稀释至 2–10 μM，在 PBS 中使用，建议当日配制使用 

2. 储存条件

建议干粉在 -20 ℃避光保存，溶液样品可储存在 -80 ℃；避免频繁冻融 

3. 配制方法

可参考商业平台推荐的步骤进行稀释和使用（如在动物实验中的配制比例和溶剂组成），确保安全和成像效果 

七、挑战与未来展望

1. 提高水中量子产率

尽管与 FBS 结合能提高 QY，但在水相中基本的 QY 较低（0.31%），仍需开发更高效的结构以提升信号强度。

2. 优化靶向载体系统

通过与蛋白、纳米载体或靶向分子的结合，可将 FD-1080 用于定点成像或疾病早期检测，为准医学贡献新工具。

3. 临床转化前景

其 NIR-II 激发/发射特性和优异光稳性使其成为未来成像导航、肿瘤切缘识别、微小病灶检测的潜在试剂。

八、结论

FD-1080 是一种创新的小分子 NIR-II 荧光染料，拥有 1064／1080 nm 的激发／发射特性，结合良好光稳定性和增强的 FBS 结合性能，展现出卓越的深组织成像与动态监控能力。未来，通过提升水相荧光量子效率、开发靶向递送系统以及推动临床成像应用，FD-1080 将具潜力推动生物医学成像技术的革新。

厂家:西安齐岳生物科技有限公司

用途:科研

温馨提醒:仅供科研，不能用于人体实验!