AniView全光譜動(dòng)物活體成像系統(tǒng)助力OTBP-G新型聚集體熒光探針的研發(fā)

近日，香港科技大學(xué)唐本忠教授和澳門大學(xué)劉子銘教授、徐昌活助理教授成功研發(fā)了一種名為OTBP-G的新型聚集體熒光探針。相關(guān)研究成果已發(fā)表在國(guó)際期刊《ACS nano》(IF=15.8、一區(qū)期刊)上。

癌癥的早期診斷在臨床腫瘤學(xué)中至關(guān)重要，但目前的生物醫(yī)學(xué)成像技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)早期診斷。γ - 谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶（GGT）作為一種重要的癌癥相關(guān)酶，在維持氧化還原代謝的細(xì)胞穩(wěn)態(tài)中起著至關(guān)重要的作用。它在各種癌細(xì)胞的細(xì)胞膜上高度表達(dá)，促進(jìn)腫瘤進(jìn)展、侵襲和耐藥性。因此，準(zhǔn)確檢測(cè) GGT 可以大大提高腫瘤診斷的有效性。目前臨床檢測(cè)GGT的方法存在局限性，而一些基于活性的熒光探針雖被開發(fā)，但實(shí)際臨床應(yīng)用仍受低信號(hào)背景比（SBR）的阻礙。

為提高成像質(zhì)量，將熒光染料的激發(fā)波長(zhǎng)紅移至近紅外二區(qū)（NIR - II）以及開發(fā)具有聚集誘導(dǎo)發(fā)射（AIE）的發(fā)光材料是有效的策略。然而，NIR - II激發(fā)的熒光探針在實(shí)際應(yīng)用中不一定能增強(qiáng)SBR，且在實(shí)現(xiàn)AIE策略的同時(shí)還需要為探針創(chuàng)造理想的暗態(tài)以達(dá)到開啟過程，這在實(shí)際應(yīng)用中面臨挑戰(zhàn)。因此，開發(fā)一種能有效檢測(cè)GGT且性能優(yōu)異的熒光探針具有重要的研究意義和應(yīng)用價(jià)值。

在本文中，該研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種名為 OTBP-G 的可激活 GGT 的聚合探針，用于在 1040 nm激發(fā)下在各種生物環(huán)境中進(jìn)行雙光子熒光成像。通過合理調(diào)節(jié)親水性和供體-受體強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了扭曲的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移和系統(tǒng)間交叉過程之間的協(xié)同效應(yīng)，確保了OTBP-G 在激活前處于理想的暗態(tài)。酶促反應(yīng)后，親代熒光色素在 670 nm波長(zhǎng)處顯示出明亮的聚集誘導(dǎo)發(fā)射峰。這種熒光色素向探針的轉(zhuǎn)化能夠引發(fā)高達(dá)1000倍的熒光開關(guān)比，實(shí)現(xiàn) SBR > 900 的體外 GGT 檢測(cè)。OTBP-G 在體內(nèi) 1 分鐘內(nèi)就會(huì)被激活，在小鼠耳部血管中的 SBR > 400。利用局部噴灑 OTBP-G，可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)乳腺癌肺轉(zhuǎn)移的早期檢測(cè)，其效果優(yōu)于臨床標(biāo)準(zhǔn)的蘇木精和伊紅染色。這項(xiàng)研究預(yù)示著OTBP-G在癌癥早期診斷和腫瘤相關(guān)生理研究領(lǐng)域的巨大潛力。此外，研究還強(qiáng)調(diào)了親水性和供體-受體強(qiáng)度在最大限度提高 TICT 探針的開/關(guān)比率方面的關(guān)鍵作用，并展示了 OTBP 作為基于活性的傳感多功能平臺(tái)的潛力。
 

文章中，為了探索 OTBP-G 在實(shí)際臨床應(yīng)用中的潛力，作者使用原位乳腺癌模型對(duì)探針進(jìn)行了評(píng)估，并使用博鷺騰AniView全光譜動(dòng)物活體成像系統(tǒng)進(jìn)行成像進(jìn)行分析。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在腫瘤內(nèi)注射OTBP-G后，OTBP-G的熒光會(huì)迅速亮起，清晰顯示腫瘤生長(zhǎng)的部位，而在健康小鼠皮下注射 OTBP-G 后并不會(huì)產(chǎn)生可觀察到的光致發(fā)光（PL）信號(hào)。
 

論文鏈接：
https://doi.org/10.1021/acsnano.4c03963