近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员徐兆超、乔庆龙团队与华东理工大学郭志前教授、新加坡科技设计大学刘晓刚教授合作,在生物医学成像领域取得新进展,提出了基于恶唑啉开关的“莹光缓冲”策略,解决了近红外Cy7菁染料光稳定性不足的问题。该策略可以提高其光稳定性,无需改变Cy7母体结构,预计将为莹光引导手术、肿瘤长期跟踪、细胞超分辨率成像等领域提供更安全、更可靠的工具。CS发布了相关结果 Chemistry。
Cy7染料因其近红外光穿透力强、生物相容性高而被广泛应用于肿瘤界限可视化、淋巴迹象等手术导航场景,并成为美国FDA批准的临床造影剂。然而,传统的Cy7染料在光照下容易发生光漂白,这限制了其在长期手术和活物动态监测中的应用。虽然近年来出现了新的近红外染料,但其临床安全验证通常需要10年以上,不能满足快速应用的需要。
在这项工作中,合作团队希望在不影响Cy7临床安全的情况下,赋予“老药”新生,提高其抗光漂白能力。团队创新设计了一种[2,1-b]Cy7探针修饰了恶唑烷开关(Cy7)-Ox),巧妙地利用“闭环(非莹光)-开环(莹光)”的稳定平衡,使染料具有“自修复”功能。当Cy7-Ox探针在目标区域(如肿瘤组织)发生光漂白时,周围未激活的闭环分子会迅速转化为光照状态,并立即补充光照信号,从而保持稳定的图像。此外,该策略完全保留了Cy7母核结构,避免了传统化学修饰可能带来的生物毒性风险。
Cy7-Ox的荧光信号在小鼠肿瘤活体成像实验中可以稳定超过30分钟,大大提高了近红外成像的光稳定性。
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