基础医学院肖泽宇课题组发表聚合物拉曼探针用于活体中高灵敏成像的研究成果

2022-04-05 09:23:17 来源：今日健康网作者：分享：

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近日，基础医学院肖泽宇教授课题组在纳米医学领域知名期刊Small上发表了题为Molecular Regulation of Polymeric Raman Probes for Ultrasensitive Microtumor Diagnosis and Noninvasive Microvessle Imaging的文章。该项研究开发了一种可用于高灵敏活体生物成像的聚合物拉曼探针poly(indacenodithiophene-benzothiadiazole) (IDT-BT)。

拉曼影像，是一种基于分子振动所产生散射光谱的光学成像技术。拉曼影像在活体生物成像中展示巨大的前景，主要是因为拉曼影像的指纹图谱特征能够避免生物体背景信号的成像干扰。此外，拉曼影像能够抵制光漂白和光降解，适合用于生物组织的多次、长时成像。目前用于活体生物成像的拉曼探针以基于表面增强拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Spectroscopy, SERS)原理的探针为主。SERS探针利用无机金属材料(Au、Ag等)作为基底，产生表面等离子共振效应，使吸附在其表面的拉曼报告分子信号强度极大提高。但是，这些SERS探针基底材料(Au、Ag等)的生物相容性和代谢等问题，限制他们潜在的临床转化应用。

有机聚合物具有良好的生物相容性，已广泛作为荧光影像探针用于活体成像。由于这些有机聚合物材料存在很强的荧光干扰、难以产生高灵敏拉曼信号，因而目前有机聚合物材料的拉曼影像探针鲜有报道。为解决上述难题，研究人员通过聚合物分子结构调控，筛选获得了一个吸收波长与近红外激发波长具有合理相对位置的IDT-BT聚合物探针。该IDT-BT探针的激发波长选用不与吸收波长重合的非共振激发光，确保了探针的拉曼信号不会被自身产生的荧光所干扰；同时该探针吸收波长与激发波长之间具有最佳距离，使得IDT-BT探针能够产生强的预共振拉曼信号。

该探针克服了传统有机聚合物材料受荧光干扰难以产生高灵敏拉曼信号的瓶颈，实现了活体中对小鼠结肠癌模型中微小转移肿瘤成像，达到了与SERS探针相当的空间分辨能力；并且实现了无创的微小血管成像（图1）。该项研究工作突破了目前拉曼探针对金属基底的依赖，为发展生物相容性好、可代谢的高灵敏度聚合物拉曼探针提供了新思路。

基础医学院助理研究员崔凯、博士生张永明、博士生陈高贤为该论文的共同第一作者。肖泽宇教授为该论文的通讯作者。该研究获得国家重点研发计划，国家自然科学基金国际（地区）合作项目、面上项目，上海市自然科学基金等多项资金的资助。