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  穿透厚度是影響分子成像的重要因素。實現深層次組織成像，對實現臨床影像學應用具有重大的意義。臨床使用的正電子發射層析成像(PET)和計算機層析成像(CT)雖不受穿透深度的限制，但是具有成本高、輻射性強等副作用。近年來，因此具有高空間分辨率的非侵入性光聲(Photoacoustic, PA)成像方式引起了人們的廣泛關注。利用近紅外二區的染料作為PA成像的顯影劑具有穿透厚度低，信噪比高等優點。

圖1 在NIR-II區具有強吸的濃縮的SSS-膠束

  近期，天津大學化工學院張育淼教授團隊，聯合韓國浦項科技大學Chulhong Kim，和福州大學宋繼斌合成了一款在紅外二區具有超高光吸收的雙高分子聚合物體系。首先該團隊制備了一款新型的噻二唑喹啉(TQ)基半導體聚合物(SP，圖1A)，并采用嵌段共聚物普朗尼克F127作為SP的載體，利用普朗尼克的溫度敏感性，低溫去除多余的表面活性劑后，由此得到了基于半導體聚合物的雙功能聚合物體系，SSS-膠束 （surfactant-stripped semiconducting polymer micelles (圖1B）。SSS-膠束在NIR-II區 （1300 nm）有強光吸收 （>1000），這得益于F127特用的CMC溫度敏感性，低溫超濾可以有效地濃縮SSS-膠束溶液, 從而使SSS-膠束具有超高的吸收率（圖1D）,遠高于其他商用增溶劑（圖1E）。除此之外，SSS-膠束還展示出了良好水溶性，貯藏穩定性強，光熱轉換效率高等優勢。SSS-膠束可實現對腫瘤的光聲（PA）成像以及光熱治療（圖2A,B），經治療后的腫瘤消融，且無復發。同時，該納米膠束在深度組織成像的應用上也有了很大的突破。該膠束產生的光聲信號可體外穿透6.5 cm雞胸組織；且分別穿透5cm，5.8cm的肌肉組織，檢測到小鼠的膀胱和大鼠的腸道內的膠束信號（圖2C，D）。此外，將濃縮的SSS-膠束灌胃到小鼠腸道并在小鼠腹部覆蓋5.8厘米雞胸組織后，依然可以通過SSS-膠束，清楚地勾勒出小鼠的腸道輪廓（圖2E）。

圖2 SSS-膠束的生物應用

  這項研究提供了一款新型聚合物類型光聲成像造影劑，豐富了NIR-II染料庫，并提出了一種新型制劑配方，得到超高濃度的納米顆粒，以便突破成像深度的限制，提高成像的精度。該工作以“Surfactant-stripped semiconducting polymeric micelles for tumor theranostics and deep tissue imaging in the NIR-II window”為題發表在《Small》上，文章第一作者是天津大學碩士生丁圓夢，韓國浦項科技大學博士后byullee Park和福州大學葉鎵閩。該研究得到國家重點研發計劃青年項目，國家自然基金面上項目等支持。

  本工作是該團隊近期在分子成像領域的最新進展之一。深部組織成像是臨床前和臨床影像學應用的重要內容，它能對人體深部的各種解剖結構和疾病診斷提供重要依據。半導體聚合物由于生物安全性高，吸收波長長等優點，成為有潛力NIR-II PA成像造影劑。為此團隊提出了一種雙高分子納米體系，可以達到了超高濃度，體內穿透厚度達到新深度。團隊利用高分子聚合物的溫度敏感性，制備了一系列用于分子成像的顯影劑(Nature Nanotechnology, 2014, 9, 631; Advanced Materials, 2016, 28, 8524). 另外，近期該團隊利用溫敏性的普朗尼克膠束作為載體，得到一系列熒光進一步增強的聚集誘導發射（AIE）膠束，實現了腸道的熒光和光聲雙模態成像，并通過與細菌天然代謝物d-氨基酸(DAA)偶聯，從而實現對胃腸道菌群的熒光標記。（Adv. Healthcare Mater. 2021, DOI:10.1002/adhm.202100356）。

  論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.202100356

  張育淼課題組實驗室網址：yumiaozhanglab.com

  下載：Surfactant-stripped semiconducting polymeric micelles for tumor theranostics and deep tissue imaging in the NIR-II window