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  近年來，癌癥已經(jīng)成為影響人類健康的常見病和多發(fā)病之一，對癌癥的早期診斷、高效治療及療效評價已經(jīng)成為癌癥研究的熱點問題。值得注意的是，上述幾個過程均需要高效的可視化成像技術(shù)和手段。雖然目前臨床上已廣泛使用了包括CT成像、MRI成像和超聲成像等在內(nèi)的多種成像技術(shù)，但是這些成像手段目前仍然存在成像分辨率低及掃描速度慢等問題。因此，開發(fā)新型高效的可視化成像技術(shù)和體系，對于提高癌癥診療的精確性而言至關(guān)重要。近紅外二區(qū)熒光成像 (NIR-II) 具有優(yōu)異的成像靈敏度、較低的組織背景干擾和高的時間分辨率等優(yōu)點，可實現(xiàn)對表皮腫瘤的高靈敏成像；光聲成像則可較好地實現(xiàn)對深層組織的高分辨成像。因此，構(gòu)筑合適的成像材料并同時實現(xiàn)其NIR-II熒光和光聲雙模式成像（圖1所示），將會為癌癥的早期診斷及高效診療提供幫助。

圖1. NIR-II熒光和光聲雙模式成像示意圖（A）；聚集誘導發(fā)光材料的分子構(gòu)筑示意圖（B）及其在溶液狀態(tài)下的紫外-可見吸收光譜圖和熒光發(fā)射光譜圖（C）；構(gòu)筑分子在不同水含量體系下的熒光發(fā)射光譜圖（D）及其熒光量子產(chǎn)率示意圖（E）。

  針對這一關(guān)鍵問題，西安交通大學孟令杰、黨東鋒等與中國科學院深圳先進技術(shù)研究院張鵬飛合作，從分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計出發(fā)，實現(xiàn)了分子聚集程度的調(diào)控，從而構(gòu)筑了一種具有高效NIR-II發(fā)射特性的聚集誘導發(fā)光材料(aggregation-induced emission，AIE) 及其納米體系。相較于商用染料，該AIE納米材料的相對熒光量子效率可達11.1%，并且顯示了優(yōu)異的斯托克斯位移及良好的光學穩(wěn)定性能；在此基礎(chǔ)上，研究人員也實現(xiàn)了該類材料在近紅外二區(qū)熒光和近紅外一區(qū)光聲的雙模式成像應(yīng)用，成功實現(xiàn)了其對小鼠體內(nèi)腦血管、腹部血管、后肢血管的高分辨熒光成像以及4T1腫瘤的靶向成像和3D光聲成像。上述工作為高亮度聚集誘導發(fā)光材料的構(gòu)筑及成像應(yīng)用研究等提供了思路。

  該研究成果近日發(fā)表在國際著名化學期刊Chemical Science上（Chem. Sci., 2020, DOI: 10.1039/D0SC03160G）。西安交通大學為該論文第一單位，博士生胥艷子為該論文的第一作者，通訊作者分別為黨東鋒副教授、先進技術(shù)研究院張鵬飛副研究員和孟令杰教授。該研究工作也得到了西安交通大學楊志偉老師等的幫助及國家自然科學基金等項目的資助。

  論文鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2020/sc/d0sc03160g