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核/壳硫化铅/硫化镉（CdS）近红外二区量子点（CSQD）用于的体内无创3D成像

发布时间：2021-11-09 作者：zhn 分享到：

ZnCdSe/ZnS近红外二区量子点

综述：

随着光子散射的**和自发荧光的减少，在近红外（NIR）光谱（NIR-IIb窗口）的1,500至1,700 nm范围内的体内荧光成像可提供高清晰度和深层组织穿透力。但是，缺乏具有足够的亮度和水稳定性的NIR-IIb荧光探针。在这里，我们介绍了一种基于在有机相中合成的核/壳硫化铅/硫化镉（CdS）量子点（CSQD）的〜1600 nm处发射的明亮荧光探针。CdS壳起着至关重要的作用，可通过两亲性聚合物涂层过程以及转移至赋予水稳定性和相容性所需的水中来保护硫化铅（PbS）核免受氧化并保持其明亮的荧光。产生的带有支链PEG外层的CSQD表现出7小时的较长血液循环半衰期，并且通过检测〜能够以前所未有的60帧/秒（fps）的速度对小鼠脉管系统中的血流进行全皮实时成像。在808-nm激发下1,600-nm荧光，它还允许对小鼠**血管进行全皮体内共聚焦3D成像，成像深度约为1.2毫米。PEG-CSQDs通过增强的渗透和保留作用**地积累在**中，由于明亮的~1,600 nm发射和近乎零的自发荧光背景，提供了**与正常组织斯托克位移比率高达~32nm。与水相容的 CSQDs 通过胆道排泄，不会引起明显的毒性作用。这表明这类约1600 nm的发射探针可用于生物医学研究。

对水溶液中的聚乙二醇化 CSQD 进行了表征

科研人员对水溶液中的聚乙二醇化CSQD进行了表征，并将其光学性质与其类似的不含CdS壳的聚乙二醇化PbS QD进行了比较。

在60 mW/cm2的808nm激光下的2小时连续曝光测试中观察到PEG-CSQD在PBS中的**光稳定性。结果证实，CdS 外壳可以**地保护PbS核免受化学和光化学降解效应的影响，赋予QD**的荧光性能和水溶液中的稳定性。在4 ℃下储存4 wk后，PEG-CSQDs仍然保持其强烈的亮度，没有明显的衰减。

动态光散射 (DLS) 表明，所得PEG-CSQD在PBS中的完全水合流体动力学尺寸约为18.2 nm。此外，FCS中PEG-CSQDs 的DLS曲线与PBS中的几乎一致，证实PEG层能够阻止血清蛋白结合。

体内**的 3D 共聚焦成像，波长约为 1600 nm

明亮的PEG-CSQDs被用于允许非侵入性，通过皮肤，高分辨率的体内共焦成像的小鼠在毫米深度。这表明PEG-CSQD是一种出色的纳米探针，可用于动物疾病模型的无创3D体内荧光成像。

综上所述，

我们开发了一种基于CSQD的明亮荧光探针，发射波长为1600 nm，并在2D宽视场和3D共焦模式下以高时空分辨率进行了无创体内荧光成像。由于核/壳结构和PEG层，CSQDs在生理介质中表现出高水稳定性和生物相容性，并保持高量子产率，允许在NIR-IIb窗口中对血流进行无创、快速、实时成像在小鼠血管系统中。使用CSQD在NIR-IIb窗口中实现了体内单光子共聚焦成像，以高 S/B 比在毫米组织深度清晰地解析微米级毛细血管。使用CSQDs 探针，**的体内无创3D逐层共聚焦成像达到了约1.2毫米的深度。通过增强的渗透和滞留效应点亮**的宽视野成像达到了高达32的高T/NT比。同样令人鼓舞的是，注射的PEG-CSQDs从主要器官中清除并通过胆道排出体外途径，无明显体内毒性。这项工作产生了一种探针，可用于生物医学研究中不寻常的1500至1700nm窗口的深部组织荧光成像。