A Ratiometric Acoustogenic Probe for in Vivo Imaging of Endogenous Nitric Oxide.
A Ratiometric Acoustogenic Probe for in Vivo Imaging of Endogenous Nitric Oxide.
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DOI：
10.1021/jacs.7b10783
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发表时间：
2018-01-24
影响因子：
15
通讯作者：
Chan J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Reinhardt CJ;Zhou EY;Jorgensen MD;Partipilo G;Chan J
光声（PA）成像是一种新兴的成像方式，它利用光学激发和声学检测来实现厘米级深度的高分辨率。可激活PA探针的开发可以扩展该技术的实用性，以允许在活体动物模型内检测特定刺激。在此，我们报告了一系列用于体内一氧化氮（NO）比率分析特异性检测的一氧化氮（APNO）声生探针的设计、开发和评价。在该系列中，APNO-5，最好的探针，迅速响应NO，形成一个N-亚硝基产品伴随着91 nm的红移。该性质使得能够在选择性照射APNO-5和相应产物tAPNO-5时进行比率PA成像。此外，APNO-5显示出体内PA成像所必需的生物物理特性（例如，高吸收率、低量子产率）以及高生物相容性、稳定性和相对于多种生物相关分析物对NO的选择性。APNO-5已成功地应用于检测内源性NO在小鼠脂多糖诱导的炎症模型。我们的研究表明，PA信号在680 nm处增加了1.9倍，并且相对于盐水对照，比率计打开了1.3倍。
Photoacoustic (PA) imaging is an emerging imaging modality that utilizes optical excitation and acoustic detection to enable high resolution at centimeter depths. The development of activatable PA probes can expand the utility of this technology to allow for detection of specific stimuli within live-animal models. Herein, we report the design, development, and evaluation of a series of Acoustogenic Probe(s) for Nitric Oxide (APNO) for the ratiometric, analyte-specific detection of nitric oxide (NO) in vivo. The best probe in the series, APNO-5, rapidly responds to NO to form an N-nitroso product with a concomitant 91 nm hypsochromic shift. This property enables ratiometric PA imaging upon selective irradiation of APNO-5 and the corresponding product, tAPNO-5. Moreover, APNO-5 displays the requisite photophysical characteristics for in vivo PA imaging (e.g., high absorptivity, low quantum yield) as well as high biocompatibility, stability, and selectivity for NO over a variety of biologically relevant analytes. APNO-5 was successfully applied to the detection of endogenous NO in a murine lipopolysaccharide-induced inflammation model. Our studies show a 1.9-fold increase in PA signal at 680 nm and a 1.3-fold ratiometric turn-on relative to a saline control.
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