研究背景

在进行荧光成像时，生物组织中的许多内源性物质，例如黑色素、血红蛋白、脱氧血红蛋白、胆红素等，在可见光区域都有吸收和散射，这会降低光的穿透性，对成像效果产生不利影响。在短波红外（SWIR，900-1700 nm）波段，血液和组织对其吸收和散射较弱，因此SWIR荧光通常具有更深的穿透深度，用于活体成像时可显示出更高的信噪比。理想的SWIR荧光探针应该在短波红外区域具有良好的生物相容性、较高荧光量子效率以及可调节的激发和发射波长。

内容简介

聚集淬灭是造成共轭聚合物荧光量子效率低的主要原因之一。本文中，为了减弱聚合物荧光聚集淬灭，作者在设计聚合物结构时做了两点设计，首先，使用具有sp3杂化Si的二噻吩并硅咯（DTS）作为给体单元来构建D-A型聚合物PDTSDTBT；其次，聚合物主链上的所有烷基侧链均采用支链结构。这些设计将增加聚合物链之间的距离并减弱聚集淬灭，这有助于获得较高的荧光量子效率。

图文导读

图1. (a) 纳米沉淀法示意图 (b) PDTSDTBT的合成

聚合物合成后，采用纳米沉淀制备共轭聚合物纳米颗粒（图1a），制得的纳米颗粒DLS水合直径130 nm左右。纳米颗粒的直径每周测试一次，持续监测两个月，其直径基本不变，纳米颗粒可稳定存在。

图2. PDTSDTBT纳米颗粒水溶液的吸收光谱(a)和荧光光谱(b)

PDTSDTBT纳米颗粒水溶液的吸收峰位于626 nm处，发射峰（808 nm激发）位于924 nm处（图2）。以IR 26为参照物，测得PDTSDTBT 纳米颗粒的量子产率为0.53％。

图3. 裸鼠SWIR荧光成像. 注射PDTSDTBT纳米颗粒后5 min（上）和4 h（下）的SWIR荧光成像

通过尾静脉注射将PDTSDTBT纳米颗粒注射入至裸鼠体内。5 min后，裸鼠的血管清晰成像（图3上）。随着血液循环，PDTSDTBT纳米颗粒在肝脏、脾脏中的逐渐聚集。注射约4 h后，在裸鼠体内观察到明显的荧光信号（图3下）。随着血液循环，纳米颗粒继续在肝脏和脾脏中聚集，24小时后荧光仍然很强。注射了纳米颗粒的裸鼠继续喂养两个月，无异常。这表明，纳米颗粒在裸鼠体内是稳定的，并且基本无毒性。

图 4. PDTSDTBT纳米颗粒水溶液的光热性质([nanoparticles] = 100 μg·mL-1, 660 nm, 1 W·cm-2). (a) PDTSDTBT纳米颗粒水溶液温度随照射时间变化曲线；(b) 照射90, 180, 270, 360, 450 s 后PDTSDTBT纳米颗粒水溶液热成像图

激光照射后PDTSDTBT纳米颗粒水溶液温度可升至45°C，这一温度足以杀死癌细胞。本纳米颗粒可用于光热疗法，有望实现诊疗一体。

消息来源： JIOHS