钱骏等提出可排泄的AIE探针设计方案并实现非人灵长类近红外二区荧光功能成像

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聚集诱导发光（AIE）是中国科学家提出的原创理论，近年来获得广泛关注并迅速发展。当前，AIE探针在生物医学诊疗领域的应用潜力正在不断被挖掘。相比于传统的可见光（360-760 nm）及近红外一区（760-900 nm）波段，近红外二区（900-1700 nm）波段通常具有更低的组织光散射和自发荧光。正因如此，近红外二区荧光成像通常具有更大的成像深度，更高的空间分辨率。为了适配近红外二区荧光造影，更强荧光发射、更长发射波长的AIE探针开发成为目前一大研究热门。然而，尚没有明确具备高度生物安全性的近红外二区AIE探针设计方案。此外，将AIE探针推向临床，非人灵长类动物成像是必不可少的一步。
        浙江大学钱骏教授团队与医学院系统神经与认知科学研究所高利霞研究员团队、港科大唐本忠院士团队合作，首先开发了聚集诱导发光的荧光探针，并利用此荧光探针在非人灵长类动物狨猴上首次实现了大深度穿颅（磨薄的颅骨）脑血管成像，并精确测定了血流速度。静脉注射到狨猴体内的AIE探针经验证可以随粪便排出狨猴体外。此探针的发展及应用将为人类疾病检测提供新的方法。

图1. 近红外二区大深度非侵入性狨猴脑血管造影。图片来源：Adv. Mat

       借助其较长的荧光拖尾，OTPA-BBT dots可以在近红外二b区（1500-1700 nm）波段发射出较强的荧光信号。该工作首次实现了非人灵长类近红外二b区荧光肠胃道造影。通过频域图像的比较，证实了频率域近红外二b区图像中的高频信息更为丰富，对应的空间域图像具有更为丰富的细节。

图2. 近红外二b区无创狨猴肠胃道造影。图片来源：Adv. Mater.

       该工作首次针对AIE探针的生物可排泄性提出有效的设计方案，并首次将AIE探针应用于非人灵长类动物，实现了近红外二区荧光穿颅脑血管造影及近红外二b区荧光肠胃道造影，加速了AIE探针的临床转化进程。
该成果于2020年5月公开在biorxiv平台（链接见文后），并于近期发表在Advanced Materials上。文章的第一作者是浙江大学博士研究生冯哲、硕士研究生白思怡及香港科技大学齐迹博士（现为南开大学生命科学学院研究员），通讯作者为浙江大学钱骏教授、高利霞教授及香港科技大学唐本忠院士。段树民院士和系统神经与认知科学研究所所长Anna Wang Roe为本项目提供了大力支持。


       biorxiv平台链接：https://doi.org/10.1101/2020.05.26.113316
       论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202008123


        文章来源：浙江大学
         钱骏，博士，男，浙江大学光电学院教授，博士生导师，浙江大学医学院附属邵逸夫医院兼聘教授。浙江大学现代光学仪器国家重点实验室主任助理，浙江大学信息学部学术交流与合作专门委员会委员，中国生物材料学会影像材料分会委员，中国医药生物技术协会造影技术分会委员，中国生物医学工程学会生物医学光子学分会青年工作组副组长，浙江省转化医学学会核医学与分子影像分会委员。浙江省杰出青年基金获得者。
       2009年9月在浙江大学光电系获博士学位，2006年至2007年在美国纽约州立大学布法罗分校“激光、光子学、生物光子学研究中心”学术访问。2008年11月至12月在香港中文大学何浩培教授课题组学术访问。2016年11月至12月在香港科技大学唐本忠院士课题组学术访问。一直从事“大深度、高分辨的光学活体生物成像”研究，近几年重点开展了“多光子荧光显微成像”和“近红外二区荧光成像”的工作。共发表SCI论文80多篇。其中，第一/通讯作者论文50多篇(包括Cell子刊Chem综述论文1篇，IF>10的期刊论文17篇，“ESI高被引论文”4篇)。被包括Nat. Methods, Nat. Commun., Nat. Rev. Chem.等在内的期刊SCI他引2000多次(单篇最高260多次)，H-index为31。获浙江省自然科学一等奖1项。一项工作入选了“2012中国光学重要成果”。申请中国发明专利14项（授权5项）。在国内外学术会议上作大会报告2次、邀请报告20多次。撰写了英文学术专著三章节。入选浙江省“新世纪151人才工程”第二层次培养人员。主持了国家自然科学基金面上、青年项目，973子课题，863子课题，主参了国家自然科学基金重点项目。

        唐本忠，华南理工大学教授。1982年毕业于华南理工大学高分子系，获工学学士学位。1985年、1988年获日本京都大学硕士、博士学位。曾在多伦多
大学从事博士后研究、日本NEOS公司中央研究所任高级研究员。1994年至今任香港科技大学助理教授、副教授、教授、讲座教授。2009年当选中科院院士。2012年起受聘为华南理工大学双聘院士。发表学术论文500多篇，他引10000多次，h因子为71。应邀为Chem. Rev.，Chem. Soc. Rev., Acc. Chem. Res. 和Prog. Polym. Sci. 等高影响力杂志撰写了27 篇综述文章和40 篇专著章节。工作42次被C&EN（化学与工程新闻）、《自然》出版社《亚洲材料》等亮点报道、1 次入选《大英百科全书》、9 次被Acc. Chem. Res., Chem. Commun., Macromolecules 和J. Mater. Chem. 等选做封面。在学术会议上作了200场邀请报告（30 场大会报告和8场主题报告），拥有美国授权专利10项；美国专利申请21项，其中PCT申请5项。曾获国家自然科学二等奖、Croucher高级研究成就奖、中国化学会高分子基础研究王葆仁奖和Elservier杂志社冯新德聚合物奖。主要从事高分子合成方法论的探索、先进功能材料的开发以及聚集诱导发光（AIE)现象的研究。主要研究领域包括：（1）设计合成新型聚合单体和构筑新型大分子，（2）开发适应多种官能团的立体有择性聚合催化剂，（3）合成线性与超支化共轭聚合物与有机金属聚合物，（4）研制具有光电磁和生物功能的先进材料。主要学术贡献有：发明了合成炔类聚合物的新催化体系；开拓了从炔类单体制备线性和超支化高分子的新聚合途径；制备了一系列具有光、电、磁、热和生物活性的新功能材料；发现了反常的AIE现象、解释了AIE过程的机理，并将AIE效应有效地应用到发光器件、化学检测和生物传感等技术领域。