本文的主要內容：作者開發了一套新型的雙Nir-IIB比螢光探針，能夠在1525 nm處發射兩個相同波長的螢光訊號，以808 nm激發螢光為感測訊號，以980 nm激發螢光為自校準訊號，通過測量Nir-II螢光比訊號（F808EX F980EX）獲得準確可靠的檢測結果。 在關節炎小鼠中施用探針後，通過響應基於比率訊號的炎症部位的clo-效應，將炎症病變與周圍的正常組織區分開來。 此外，病變中的表達量clo-可以通過體內影象和體外檢測曲線準確計算。 考慮到雙NIR-IIB比率螢光訊號不受探針濃度、位置等各種干擾的影響，有望為生物醫學研究和病理診斷提供無創、定量、視覺化的平台。
圖1在相同的Nir-IIB波長下製備和表徵具有雙發射的dye@dsnps。
在所有染料中，IR-808被發現是製備的DSNPS最有效的敏化劑。 在 808 nm 激發下，IR-808 @dsnps在 980 和 1525 nm 處表現出特徵性的尖銳螢光峰，這可歸因於 Yb3+ 離子的 2F5 2 2F7 2 躍遷和 ER3+ 離子的 4i13 2 4i15 2 躍遷（圖 1F）。 如圖1h所示，吸收光譜表明，IR-808可以賦予IR808@DSNPS 808 nm的高光吸收率，但在980 nm吸收率下幾乎可以忽略不計。 IR-808介導的三重態敏化DSNP在808或980 nm激發下處理相同的NIR-IIB發射，以開發具有相同雙發射的比例螢光探針。
圖2IR-808@dsnps@ DSPE-PEG-NH2奈米探針，具有相同的NIR-IIB雙發射。
為了賦予IR-808@DSNPs水溶性以進行生物學研究，將IR-808@DSNPs與兩親性分子DSPE-PEG-NH2封裝，使其可分散在水溶液中（圖2A）。 測得的螢光訊號比（F808EX、F980EX）約為1，在PBS中穩定7天，沒有任何變化，有利於奈米探針的長期儲存（圖2G）。 此外，所獲得的NIR-IIB比螢光探針在1000 g ml的高濃度下對4T1乳腺癌細胞和L929正常細胞基本無毒，具有生物學應用的安全性（圖2i）。
圖3深度可調的 1% 脂肪乳液覆蓋有 IR-808 @dsnps@ DSPE-PEG-NH2，在 808 980 nm 激發雙 NIR-IIB 比成像。
如NIR-II螢光影象所示，808和980 nm激發的螢光強度均隨著穿透深度的增加而降低（圖3C，D），但它們的NIR-II比值訊號保持一致（圖3C，E）。 這些結果表明，雙NIR-IIB發射（F980EX F808EX）的比值訊號與1%脂肪乳液的吸收和散射無關。 因此，IR-808 @dsnps@ DSPE-PEG-NH2 是理想的比例 NIR-IIB 螢光奈米探針。
圖4IR-808 @dsnps@ DSPE-PEG-NH2 在不同 CLO 濃度下的體外雙 Nir-IIB 比螢光成像。
據報道，IR-808能夠被CLO-特異性氧化，然而，在808nm處激發的NIR-IIB螢光是由IR-808介導的三重敏化途徑產生的，因此ER3+離子的相應發射隨著CLO-量的加入而減少（圖4A）。 相反，在980 nm處激發的下移螢光可以通過新增CLO-獨立保留。 IR-808 @dsnps@ DSPE-PEG-NH2 可用於 CLO- 的定量檢測，以 808 nm 激發螢光為感測訊號，以 980 nm 激發螢光為自校準訊號（圖 4B）。 將比值訊號（F808EX F980EX）與CL-濃度作圖，並獲得強線性相關（R2 = 0.）。998，圖4e）。圖4f顯示，奈米探針僅對clo-反應，避免與其他類似分析物的干擾，具有極高的靈敏度和選擇性。
圖5通過雙 NIR-IIB 比例奈米探針對關節炎模型中的炎症進行原位監測。
為了證明NIR-IIB比值螢光訊號對準確體內檢測的有效性，在關節炎小鼠模型中使用IR-808@dsnps@DSPE-PEG-NH2視覺化了CLO-。 使用公式 r = 10017-0.0454c（其中 r 代表 F808EX 與 F980EX 的比率，C 代表 CLO- 的濃度，圖 4E）從 0 獲得炎症足中 Clo- 的量95 公尺公升至 14 公尺44 m（圖5f）。 因此，雙NIR-IIB比探針不僅能夠識別炎症和正常組織，而且能夠實時量化體內Clo-的量。
作者開發了一套新型的雙Nir-IIB比例螢光探針，用於基於分析物依賴性三重態能量從染料到dsnp的能量轉移進行體內檢測。 所製備的探針能夠在1525 nm處發射兩個相同波長的螢光訊號，其中乙個在808 nm處激發感測通道，另乙個在980 nm處激發參考通道。 通過測量 NIR-II 螢光比例訊號 （F808EX、F980EX），消除組織中光傳播途徑的干擾，實現準確可靠的檢測。 在關節炎小鼠中施用探針後，考慮到比例訊號可以響應炎症部位的CLO可以直接將炎症病變與周圍的正常組織區分開來。 此外，通過比較體內影象和體外檢測曲線，可以準確計算病灶中表達的CLO量。 考慮到雙NIR-IIB比率螢光訊號不受探針濃度和位置等多種干擾的影響，有望為廣泛的生物醫學研究和病理診斷提供無創、定量、視覺化的平台。
引用
wang, x.; li, m.; zheng, x.; sun, b.; wang, y.; xu, j.; han, t.; ma, s.; zhu, s.; zhang, s., dye-triplet-sensitized downshifting nanoprobes with ratiometric dual-nir-iib emission for accurate in vivo detection. analytical chemistry 2023, 95 (41), 15264-15275.