近红外量子点用于败血症小鼠脑血栓在体成像

近红外成像可用于小鼠在体深层组织成像，包括淋巴结、肿瘤以及脑血管等。第二近红外窗口（1000-1400nm）荧光材料与第一近红外窗口（750-1000nm）材料比较，血液与组织的吸收及散射小，对活体组织具有更深的穿透能力，成像时呈现更高的信噪比。虽然单壁碳纳米管、稀土材料、硫化银量子点等均在第二近红外窗口发射荧光，但是量子产率低。日本理化研究所Takashi Jin课题组，制备了硫化铅量子点，量子产率明显提高，可于785nm激发获得1100nm发射光，其荧光强度比硫化银量子点强十倍；透射电镜显示直径小于10nm，在水溶液中非常稳定。

Yukio Imamura等将硫化铅量子点（QD1100）经尾静脉注射入小鼠体内，发现小鼠脑部近红外荧光信号明显，清晰显示脑部血管结构（图1）。对分离的脑组织进行Z轴分层扫描，确定QD1100对脑血管成像的最大深度是1.6mm。接下来，研究者以LPS腹腔注射诱发脑部血管的血栓形成，18h后尾静脉注射肝素（血凝抑制剂），最后于成像前10min尾静脉注射QD1100。近红外成像使小鼠脑部病理状态清晰显示：LPS刺激脑血管斑块增加，加入肝素使斑块数量减少60%（图2）。该项研究首次明确硫化铅量子点可作为近红外探针，有效评价脑组织的病理状态，对于败血症脑病进行无损伤诊断具有重要意义。

图1 硫化铅近红外量子点（QD1100）显示脑组织血管结构。

(a) QD1100尾静脉注射入麻醉小鼠体内；

(b) 脑组织在体成像：明场成像（左），未注射QD1100的近红外成像（中），注射QD1100的近红外成像（右）；

(c) 脑血管近红外成像：上图为去除头皮的成像，下图为分离后成像。

图2 近红外量子点成像显示LPS诱发的败血症小鼠脑血栓形成。

(a) 分离脑组织血管的近红外成像，下排图片为上排图片蓝色框部位的放大；

(b) 各组小鼠脑血栓斑块的数目。

文献来源：

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).