A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
* These authors contributed equally
يصف هذا البروتوكول عملية تصوير مضان NIR-II مفصلة في الوقت الحقيقي لفأر باستخدام جهاز تصوير بصري NIR-II.
كتقنية تصوير ناشئة ، فإن التصوير الفلوري القريب من الأشعة تحت الحمراء II (NIR-II ، 1000-1700 نانومتر) له إمكانات كبيرة في المجال الطبي الحيوي ، نظرا لحساسيته العالية ، واختراق الأنسجة العميقة ، والتصوير الفائق بدقة مكانية وزمانية. ومع ذلك ، فإن طريقة تسهيل تنفيذ التصوير الفلوري NIR-II لبعض المجالات التي تمس الحاجة إليها ، مثل العلوم الطبية والصيدلة ، قد حيرت الباحثين المعنيين. يصف هذا البروتوكول بالتفصيل تطبيقات البناء والتصوير الحيوي للمسبار الجزيئي الفلوري NIR-II ، HLY1 ، مع هيكل عظمي D-A-D (مانح - متقبل - مانح). أظهر HLY1 خصائص بصرية جيدة وتوافقا حيويا. علاوة على ذلك ، تم إجراء تصوير الأوعية الدموية والأورام NIR-II في الفئران باستخدام جهاز التصوير البصري NIR-II. تم الحصول على صور مضان عالية الدقة NIR-II في الوقت الفعلي لتوجيه الكشف عن الأورام وأمراض الأوعية الدموية. من إعداد المسبار إلى الحصول على البيانات ، تم تحسين جودة التصوير بشكل كبير ، وتم ضمان صحة المجسات الجزيئية NIR-II لتسجيل البيانات في التصوير داخل الجسم.
التصوير الفلوري هو أداة التصوير الجزيئي شائعة الاستخدام في الأبحاث الأساسية ، وغالبا ما يستخدم أيضا لتوجيه استئصال الورم الجراحي في العيادات1. المبدأ الأساسي للتصوير الفلوري هو استخدام كاميرا لتلقي التألق المنبعث من الليزر بعد تشعيع العينات (الأنسجة والأعضاء وما إلى ذلك) 2. اكتمال العملية في غضون بضعة أجزاء من الثانية3. يمكن تقسيم الأطوال الموجية للتصوير الفلوري إلى الأشعة فوق البنفسجية (200-400 نانومتر) ، والمنطقة المرئية (400-700 نانومتر) ، والأشعة تحت الحمراء القريبة I (NIR-I ، 700-900 نانومتر) ، والأشعة تحت الحمراء القريبة II (NIR-II ، 1000-1700 نانومتر)4،5،6. نظرا لأن الجزيئات الداخلية مثل الهيموجلوبين والميلانين والديوكسي هيموغلوبين والبيليروبين في الأنسجة البيولوجية لها امتصاص قوي وتأثير تشتت على الضوء في المناطق المرئية ، يتم تقليل تغلغل الضوء وحساسيته بشكل كبير ، ويتأثر التصوير الفلوري في الأطوال الموجية للضوء المرئي سلبا7،8،9.
يتميز التصوير الفلوري NIR-II بامتصاص منخفض للفوتون وتشتيته ، وسرعة تصوير عالية ، وتباين صورة عالي (أو حساسية) 10,11. مع زيادة الطول الموجي الفلوري ، ينخفض امتصاص وتشتت التألق في الأنسجة البيولوجية تدريجيا ، ويكون التألق التلقائي في منطقة NIR-II منخفضا للغاية12. وبالتالي ، فإن نافذة NIR-II تزيد بشكل كبير من عمق تغلغل الأنسجة وتحصل على دقة أعلى ونسبة إشارة إلى ضوضاء13،14،15. يمكن تقسيم نافذة NIR-II إلى نوافذ NIR-IIa (1300-1400 نانومتر) و NIR-lIb (1500-1700 نانومتر)16. حتى الآن ، تم الإبلاغ عن العديد من المواد البارزة NIR-II ، بما في ذلك الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار للمواد غير العضوية ، والجسيمات النانوية الأرضية النادرة ، والنقاط الكمومية ، والجسيمات النانوية لبوليمر أشباه الموصلات للمواد العضوية ، والأصباغ ذات الجزيئات الصغيرة ، والمواد المضيئة التي يسببها التجميع ، إلخ. 1,17,18,19,20,21,22. تتراكم المواد النانوية غير العضوية بسهولة في الكبد والطحال وما إلى ذلك ، ولها سمية حيوية محتملة على المدىالطويل 23. يتميز الفلوروفور العضوي ذو الجزيئات الصغيرة بمزايا التمثيل الغذائي السريع ، والسمية المنخفضة ، والتعديل السهل ، والبنية الواضحة ، وهو أكثر مسبار واعد للاستخدام السريري24.
يعد نظام التصوير البصري NIR-II أيضا مكونا مهما في التصوير الحيوي الفلوري لأنه يمكنه جمع إشارات مضان NIR-II بشكل فعال من مسبار NIR-II ، مما يجعل الصور الوظيفية والتشريحية والجزيئية الدقيقة25,26. يتكون نظام التصوير NIR-II بشكل أساسي من كاميرات الأشعة تحت الحمراء على الموجات القصيرة ومرشحات التمرير الطويل (LP) والليزر ومعالجات الكمبيوتر. في الجسم الحي يعتبر التصوير الفلوري NIR-II أحد أكثر طرق التصوير جدوى لتوضيح آليات الأمراض وطبيعة الحياة27،28،29. تم استخدام تقنية التصوير NIR-II على نطاق واسع في المجالات الطبية الحيوية مثل اكتشاف الخلايا السرطانية ، والتصوير الديناميكي ، والتتبع المستهدف في الجسم الحي ، والعلاج الموجه ، خاصة في أبحاث الأورام30,31. ومع ذلك ، بالنظر إلى المتطلبات التقنية العالية لتكنولوجيا التصوير NIR-II على مجسات وأدوات التصوير ، فإنها تحير وتقيد الاستخدام العملي للباحثين في مختلف المجالات. لذلك ، يتم تقديم إعداد مجسات التصوير NIR-II وتطبيقات التصوير NIR-II بالتفصيل في هذه المقالة.
أجريت التجارب على الحيوانات لدراسات التصوير NIR-II في مركز التجارب الحيوانية بجامعة ووهان ، والذي حصل على الرابطة الدولية لرعاية التجارب (AALAC). أجريت جميع الدراسات على الحيوانات وفقا لإرشادات لجنة رعاية الحيوان الصينية لرعاية واستخدام التجارب ووافقت عليها لجنة رعاية واستخدام الحيوان (IACUC) التابعة لمركز التجارب الحيوانية بجامعة ووهان.
تم استخدام إناث الفئران العارية BALB / c (~ 20 جم) في عمر 6 أسابيع في الدراسة الحالية.
1. إعداد التصوير NIR-II
2. تخليق صبغة NIR-II (HLY1)
3. إعداد نانوبروب الماء
4. بناء الفئران الحاملة للورم
5. في الجسم الحي التصوير الفلوري NIR-II
تم تحديد كثافة الفلورسنت وسطوع نقاط HLY1 المعلقة بالماء بواسطة أداة تصوير NIR-II. كانت شدة الفلورسنت ل HLY1 في خليط 90٪ fwTHF / H2O خمسة أضعاف تلك الموجودة في محلول THF ، مما يشير إلى ميزة AIE البارزة ل HLY1 (الشكل 1B). علاوة على ذلك ، تنبعث نقاط HLY1 من إشارات الفلورسنت القوية تح?...
يمكن استخدام التصوير الفلوري NIR-I إلى حد ما لتصوير الورم والأوعية الدموية ، ولكن نظرا للطول الموجي الأقصى المحدود للانبعاث لفلوروفورات NIR-I (<900 نانومتر) ، فإنه يؤدي إلى ضعف تغلغل الأنسجة ونسبة خلفية إشارة الورم33,34. قد تتسبب دقة التصوير الضعيفة والمنخفضة في حد?...
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
تم دعم هذا العمل جزئيا بمنح من NSFC (82273796 ، 82111530209) ، والصناديق الخاصة لتوجيه تطوير العلوم والتكنولوجيا المحلية للحكومة المركزية (XZ202202YD0021C ، XZ202102YD0033C ، XZ202001YD0028C) ، مشروع الابتكار العلمي والتقني لمقاطعة هوبي (2020BAB058) ، وصناديق البحوث الأساسية للجامعات المركزية ، وبرامج الوقاية من COVID-19 ومكافحتها في منطقة التبت ذاتية الحكم لتطوير العلوم والتكنولوجيا.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Anhydrous pyridine | Perimed | 110-86-1 | |
Anhydrous sodium sulfate | China national medicines Co.,Ltd | SY006376 | |
Black cardboard | Suzhou Yingrui Optical Technology Co., Ltd | AO00158 | |
Column chromatography | Energy Chemical | E080498 | |
Diphenylphosphine palladium dichloride | Sigma-Aldrich | B2161-1g | |
DSPE-PEG2000 | Ponsure | PS-E1 | |
Dulbecco's modified eagle medium | Gibco | 8121587 | |
EGTA | Biofroxx | EZ6789D115 | |
Fetal bovine serum | Gibco | 2166090RP | |
Isoflurane | GLPBIO | GC45487-1 | |
K2CO3 | Macklin | P816305-5g | |
N. N '- dimethylformamide | China national medicines Co.,Ltd | 02-12-1968 | |
NIR-II imaging instrument | Suzhou Yingrui Optical Technology Co., Ltd | 16011109 | |
N-sulfenanilide | Enerry chemical | 1250030-5g | |
PdCl2(dppf)2CH2Cl2 | TCI | B2064-1g | |
penicillin-streptomycin | Gibco | 15140-122 | |
Tetrahydrofuran | China national medicines Co.,Ltd | M005197 | |
Tetratriphenylphosphine palladium | Immochem | 1021232-5g | |
Tetratriphenylphosphine palladium | Sigma-Aldrich | 1021232-5g | |
Tributyltin chloride | Immochem | QH004335 | |
Trimethylchlorosilane | China national medicines Co.,Ltd | 40060560 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved