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Single Wavelength Laser Excitation Ratiometric NIR-II Fluorescent Probe for Molecule Imaging in Vivo

化学 纳米探针 荧光 检出限 体内 近红外光谱 分子 激光器 光化学 光学 色谱法 生物 物理 生物技术 有机化学
作者
Xiaoguang Ge,Yuheng Lou,Lichao Su,Bin Chen,Zhiyong Guo,Shi Gao,Wenmin Zhang,Tao Chen,Jibin Song,Huanghao Yang
出处
期刊:Analytical Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:92 (8): 6111-6120 被引量:77
标识
DOI:10.1021/acs.analchem.0c00556
摘要

Fluorescence (FL) imaging in the second near-infrared window (NIR-II, 1000–1700 nm) has emerged as a promising bioimaging modality that enables noninvasive visualization of deep tissue with an unprecedented resolution. However, there is a paucity of studies on high-quality responsive NIR-II FL molecules. Herein we report a novel activated NIR-II FL molecule, 4,7-bis(5-(4-(diphenylamine)phenyl)-2-thiophene) [1,2,5]selenadiazolo[3,4-f]benzo[c][1,2,5]thiadiazole (SeTT), which exhibits fast and specific responsive capability to hypochlorous acid (HClO). To obtain the NIR-II ratiometric nanoprobe, SeTT was encapsulated on the surface of Er3+-doped down-conversion nanoparticles (DCNP), achieving the DCNP@SeTT nanoprobe. With a single 980 nm laser excitation, the ratiometric FL signal of SeTT at 1150 nm and DCNP at 1550 nm (I1150 nm/I1550 nm) was linearly correlated with the concentration of HClO with a detection limit of 0.4 μM. The ratiometric nanoprobe was successfully investigated for variations in HClO concentration in the tumor progression, visualization of anatomical structures of the peritoneal cavity in the mice model with inflammation, and quantitative detection of the HClO concentration in a rabbit model of osteoarthritis, achieving a fast response and high selectivity for the detection of HClO. The NIR-II-responsive nanoprobe can serve as a promising and effective tool for highly sensitive monitoring and imaging of HClO in living systems.
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