Advanced Healthcare Materials:细胞膜伪装的近红外第二窗口荧光纳米生物探针用于增强体内同源肿瘤成像

近红外第二窗口(NIR II,1000-1700 nm)荧光成像因具有信背比高、时间-空间分辨率高等优点,在体内肿瘤成像研究领域受到广泛关注。然而,目前用于肿瘤体内成像的NIR II荧光探针仍存在荧光强度低、在复杂的体内环境中性质不稳定、肿瘤靶向输送效率低等缺点,严重制约了NIR II荧光活体成像的研究。武汉大学化学与分子科学学院庞代文教授课题组针对这些问题,结合量子点荧光波长可调、强度高、耐光漂等优异的荧光性质和肿瘤细胞具有免疫逃逸和同源靶向的特点,利用肿瘤细胞膜修饰量子点聚合物纳米球,制备了一种新型NIR II荧光纳米生物探针。该探针具有高亮且稳定的荧光、长体内循环时间和肿瘤同源靶向性,可在肿瘤部位有效富集,明显增强肿瘤活体成像。

研究者首先将荧光发射波长为1300 nm的Ag2Te量子点和聚(乳酸-羟基乙酸)共聚物(PLGA)自组装形成NIR II荧光纳米球,然后将小鼠乳腺癌细胞膜包覆在纳米球表面,制备得到NIR II荧光纳米生物探针。PLGA纳米球的疏水空腔对包覆在其内部的Ag2Te量子点起到荧光汇聚和保护作用,得到的纳米球荧光强度是单颗Ag2Te量子点的60倍,且在激光连续照射1小时后荧光强度仍保持不变,具有良好的光稳定性。同时,表面的细胞膜赋予了探针规避免疫系统清除和靶向同源肿瘤的功能。该探针可通过主动靶向和肿瘤高通透性和滞留效应的共同作用,在肿瘤部位的富集效率高达(31±2)% ID/g(%注射量/组织质量),有效提升了体内肿瘤成像信背比(13.3±0.7)。

此研究针对目前NIR II荧光探针体内应用存在的关键问题,通过整合生物材料和人工合成材料,得到了高荧光强度、长体内循环时间、特异性结合肿瘤细胞的高效的NIR II荧光纳米生物探针并用于增强体内肿瘤成像。该研究进一步推动了NIR II荧光量子点的应用,为NIR II荧光探针设计提供了新的思路。相关结果发表在Advanced Healthcare Materials(DOI: 10.1002/adhm.201900341)上。