近紅外量子點用于敗血癥小鼠腦血栓在體成像

近紅外成像可用于小鼠在體深層組織成像，包括淋巴結、腫瘤以及腦血管等。第二近紅外窗口（1000-1400nm）熒光材料與第一近紅外窗口（750-1000nm）材料比較，血液與組織的吸收及散射小，對活體組織具有更深的穿透能力，成像時呈現更高的信噪比。雖然單壁碳納米管、稀土材料、硫化銀量子點等均在第二近紅外窗口發射熒光，但是量子產率低。日本理化研究所Takashi Jin課題組，制備了硫化鉛量子點，量子產率明顯提高，可于785nm激發獲得1100nm發射光，其熒光強度比硫化銀量子點強十倍；透射電鏡顯示直徑小于10nm，在水溶液中非常穩定。

Yukio Imamura等將硫化鉛量子點（QD1100）經尾靜脈注射入小鼠體內，發現小鼠腦部近紅外熒光信號明顯，清晰顯示腦部血管結構（圖1）。對分離的腦組織進行Z軸分層掃描，確定QD1100對腦血管成像的最大深度是1.6mm。接下來，研究者以LPS腹腔注射誘發腦部血管的血栓形成，18h后尾靜脈注射肝素（血凝抑制劑），最后于成像前10min尾靜脈注射QD1100。近紅外成像使小鼠腦部病理狀態清晰顯示：LPS刺激腦血管斑塊增加，加入肝素使斑塊數量減少60%（圖2）。該項研究首次明確硫化鉛量子點可作為近紅外探針，有效評價腦組織的病理狀態，對于敗血癥腦病進行無損傷診斷具有重要意義。

圖1 硫化鉛近紅外量子點（QD1100）顯示腦組織血管結構。

(a) QD1100尾靜脈注射入麻醉小鼠體內；

(b) 腦組織在體成像：明場成像（左），未注射QD1100的近紅外成像（中），注射QD1100的近紅外成像（右）；

(c) 腦血管近紅外成像：上圖為去除頭皮的成像，下圖為分離后成像。

圖2 近紅外量子點成像顯示LPS誘發的敗血癥小鼠腦血栓形成。

(a) 分離腦組織血管的近紅外成像，下排圖片為上排圖片藍色框部位的放大；

(b) 各組小鼠腦血栓斑塊的數目。

文獻來源：

Imamura Y, Yamada S, Tsuboi S, Nakane Y, Tsukasaki Y, Komatsuzaki A, Jin T. Near-Infrared Emitting PbS Quantum Dots for in Vivo Fluorescence Imaging of the Thrombotic State in Septic Mouse Brain. Molecules. 2016;21(8).