CW光激发的ICG近红外反斯托克斯荧光特性及其活体功能应用
批准号:
61975172
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
钱骏
依托单位:
学科分类:
生物、医学光学与光子学
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
钱骏
中文摘要
反斯托克斯发光生物成像具有信噪比高、深度大和光损伤小等众多优势。基于热带吸收的反斯托克斯发光可通过CW激光激发实现,且显著依赖于温度,已被逐渐用于生物成像、温度传感等。然而,由于缺乏激发和荧光发射波长都位于近红外波段、且具有高生物兼容性、可代谢的小分子探针,基于热带吸收的反斯托克斯发光成像很少被用于活体研究。在本项目中,我们拟对唯一在临床上使用的近红外荧光成像造影剂ICG的热带吸收诱导反斯托克斯发光特性进行系统研究,搭建反斯托克斯荧光小动物全身成像系统、扫描显微成像系统等,开展ICG在活体功能成像、光热治疗、生物调控中的应用,如:小动物全身成像、脑血管扫描显微成像、活体光热治疗过程中温度的实时监测、光致制冷生物调控等。为材料化学研究者们开发新的近红外热带吸收材料提供借鉴,为将来的基础医学研究和潜在的临床应用提供参考。
英文摘要
Anti-stokes luminescence bioimaging possesses the advantages of high signal to noise ratio, large penetration depth and low photon-damage. Anti-stokes luminescence based on hot-band absorption can be directly excited by the continuous wave (CW) laser and is highly dependent on the temperature, and has been gradually employed for bioimaging, temperature sensing and so on. However, due to the lack of biocompatible and clearable small-molecule probes whose excitation and emission wavelength are both in the near infrared (NIR) spectral region, optical bioimaging based on hot-band absorption induced anti-stokes luminescence are rarely utilized for in vivo study. In this proposed project, we will systematically investigate the hot-band absorption induced anti-stokes luminescence features of indocyanine green (ICG), which is the only kind of NIR optical contrast agent adopted in clinically applications. We will further build anti-stokes fluorescence in vivo whole-body and scanning microscopic imaging systems, and utilize ICG for in vivo functional imaging, photothermal therapy, and biological regulating, including small animal whole-body organ imaging, real-time temperature monitoring during in vivo photothermal therapy, photon-induced cooling for biological stimulation, and so on. We really hope that our work can provide references for developing new NIR-emitted hot-band absorption materials, as well as be helpful for the future basic medical research and potential clinical applications.
基于热带吸收的反斯托克斯发光成像具有信噪比高、深度大、光损伤小和温度依赖显著等众多优势,已被逐渐用于生物成像、温度传感等。为了解决在近红外波段激发/发射,且亮度大、生物安全性高的探针缺乏的问题,在本项目中,我们充分研究和掌握了ICG的热带吸收诱导的反斯托克斯发光特性(包含不同激发波长激发效果、抗光漂白性、温度依赖、功率依赖、发光寿命等)。搭建了基于CW光激发的反斯托克斯荧光活体生物成像系统(包含宽场/共聚焦显微成像系统、宏观成像系统),据此开展了各种反斯托克斯荧光全身/显微活体功能成像,实现了活体肿瘤光热治疗过程中温度的有效监测,挖掘了ICG在临床手术导航、物质检测、植物光合作用中的潜在应用。此外,我们进一步探索了聚集诱导发光材料、量子点、叶绿素等的反斯托克斯发光现象,可为今后的生物医学成像研究及农业生产提供有用的参考。在本项目的资助下,我们一共发表了8篇(本项目为第一标注的)论文,其中5篇影响因子大于10;申请并授权发明专利1项;在国内外重大学术会议上宣讲研究成果23次;在生物光子学研究领域培养有创新想法、且具有较强实验设计,动手能力的优秀硕士/博士生9名。
飞秒激光激励的氧化石墨烯多光子荧光效应及其在活体功能成像中的应用研究
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批准号:61275190
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项目类别:面上项目
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资助金额:78.0万元
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批准年份:2012
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负责人:钱骏
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依托单位:
基于金纳米棒的表面增强拉曼技术在细胞膜以及动物活体成像中的应用
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批准号:61008052
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:22.0万元
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批准年份:2010
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负责人:钱骏
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依托单位:
国内基金
海外基金