Non-invasive multimodal functional imaging of the intestine with frozen micellar naphthalocyanines.
Non-invasive multimodal functional imaging of the intestine with frozen micellar naphthalocyanines.
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DOI：
10.1038/nnano.2014.130
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发表时间：
2014-08
影响因子：
38.3
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
需要用于胃肠道的非侵入性成像的更安全和改进的方法。基于X射线辐射、磁共振和超声波的方式在安全性、可获得性或缺乏足够的对比度方面受到限制。使用现有的方法，动态肠过程的功能性肠成像还不实用。在这里，我们报告了一系列纳米颗粒的开发，这些纳米颗粒可以承受胃和肠的恶劣条件，避免全身吸收，并为光声成像提供良好的光学对比度。利用萘系染料的疏水性来产生纯化的~20 nm冷冻胶束，我们称之为纳米粒子，具有可调的和大的近红外吸收值（>1000）。与传统的发色团不同，纳米粒子在100 nm光密度下表现出非移动光谱，并且在小鼠口服给药后，安全地通过胃肠道。使用非侵入性、非电离光声技术以低背景和0.5 cm深度的显著分辨率可视化纳米粒子肠道分布，并使实时肠道功能成像与超声共配准成为可能。无缝纳米粒子放射性标记后的正电子发射断层扫描允许互补的全身成像。
There is a need for safer and improved methods for non-invasive imaging of the gastrointestinal tract. Modalities based on X-ray radiation, magnetic resonance and ultrasound suffer from limitations with respect to safety, accessibility or lack of adequate contrast. Functional intestinal imaging of dynamic gut processes has not been practical using existing approaches. Here, we report the development of a family of nanoparticles that can withstand the harsh conditions of the stomach and intestine, avoid systemic absorption, and give rise to good optical contrast for photoacoustic imaging. The hydrophobicity of naphthalocyanine dyes was exploited to generate purified ~20 nm frozen micelles, which we call nanonaps, with tunable and large near-infrared absorption values (>1000). Unlike conventional chromophores, nanonaps exhibited non-shifting spectra at ultrahigh optical densities and, following oral administration in mice, passed safely through the gastrointestinal tract. Non-invasive, non-ionizing photoacoustic techniques were used to visualize nanonap intestinal distribution with low background and remarkable resolution with 0.5 cm depth, and enabled real-time intestinal functional imaging with ultrasound co-registration. Positron emission tomography following seamless nanonap radiolabelling allowed complementary whole body imaging.
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