一种新的荧光染料可能会让脑瘤成为人们关注的焦点

说到一个聪明的想法:感谢化学家莱斯大学而且斯坦福大学，点亮大脑不再只是一种修辞手法。

赖斯韩小斯坦福大学的郑震及其合作者开发了一种用于非侵入性大脑成像的新工具，可以帮助阐明难以进入的结构和过程。他们的小分子染料，或者荧光团，是第一同类可以穿过血脑屏障．更重要的是，它使研究人员能够区分健康的大脑组织和健康的大脑组织胶质母细胞瘤小鼠肿瘤。

肖说:“例如，这可能对成像引导手术非常有用。”“使用这种染料，医生可以确定正常脑组织和肿瘤组织之间的边界。”

这项研究登上了12月28日的美国化学学会杂志。

如果你去过水族馆或夜总会，你可能已经注意到一些物体或表面在黑光灯下发出的彩色光芒。被称为荧光，这种发光的效果可以用来渲染可见的东西，否则不会被注意到。

“荧光成像已经被应用于我们身体不同部位的癌症成像，”肖说。荧光探针的优点包括高分辨率和适应探针读取不同物质或活动的能力。

组织或器官越深，识别荧光小分子存在所需的波长就越长。因此，波长为1000到1700纳米的第二近红外(NIR-II)通道对于深层组织成像尤其重要。作为参考,可见光波长范围从380纳米到700纳米。

肖说:“我们的工具对深度成像非常有价值，因为它在NIR-II区域发挥作用。”“与NIR-II波长相比，可见光谱内或600 - 900纳米(NIR-I)近红外波长内的荧光效应只能让你感受到皮肤深处。”

脑成像之所以面临特别的挑战，不仅是因为组织深度和可及性，还因为血脑屏障(血脑屏障是一层细胞，它作为一个非常有选择性的过滤器，限制物质从循环系统进入中枢神经系统)。

“人们总是想知道大脑中到底发生了什么，但很难设计出一种可以穿透血脑屏障的分子。高达98%的小分子药物被批准食品和药物管理局(FDA)不能。”

“一般来说，NIR-II染料分子之所以大是因为它是一种具有许多双键的共轭结构，”他继续说。“这是一个真正的问题，也是我们到目前为止还无法在大脑成像中使用荧光的原因。我们试图通过开发这种新型染料支架来解决这个问题，这种支架非常小，但发射波长很长。”

与其他两种无法穿过血脑屏障的已知NIR-II染料支架不同，Xiao开发的这种更紧凑，这使得它成为针对大脑的探针或药物的绝佳候选。“在未来，我们可以修改这个支架，并用它来寻找大脑中许多不同的代谢物，”肖说。

除了大脑，肖发明的染料还有比吲哚菁绿这是FDA唯一批准用于造影剂的近红外小分子染料。更长的寿命意味着研究人员有更多的时间在荧光消失之前记录下荧光痕迹。

肖说:“当暴露在光线下时，吲哚菁绿染料的痕迹会在几秒钟内变质，而我们的染料可以在10分钟以上保持稳定。”

参考:王松，史华，王林，等。光稳定性小分子NIR-II荧光支架，可穿过血脑屏障，用于无创脑成像。美国化学学会．2022; 144(51): 23668 - 23676。doi:10.1021 / jacs.2c11223

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