Small:利用近红外二区发光的纳米点(Nanodots)对急性心肌梗塞进行体内瞬时成像
急性梗塞发生后,作为实现准确和有效治疗的第一步,临床医生需要快速且精确定位心肌缺血组织。现今早期心脏病发作的诊断基于生化血液分析(检测心肌酶)或超声波辅助成像,耗时且空间分辨率低。克服这些经典技术局限性的新技术也就应运而生,如纳米技术。由此西班牙和中国研究人员S.Mateos等利用生物功能化的近红外发光纳米粒子,对急性心肌梗塞后的心脏进行了体内成像。利用近红外荧光成像的优越采集速度和纳米粒子的高效选择靶向性,在急性梗塞事件后仅几分钟就可获得梗塞心脏的体内图像。为急性梗塞后缺血心肌的高效、快速和准确的体内成像开辟了一条途径。研究成果以“InstantaneousInVivoImagingofAcuteMyocardialInfarctbyNIR-IILuminescentNanodots”为题发表于Small。
背景
心血管疾病(CVD)严重威胁人类健康,且影响越来越大,使得提高CVD诊断能力变得尤为关键。在心血管事件(如梗塞)早期,如果诊断及时,会大大提高康复治疗的效果。此外早期诊为减轻事件对患者的影响提供了更多时间,减轻了医疗系统的负担。特别是急性心肌梗塞(心脏病发作)中,冠状动脉闭塞事件引发心肌缺血和缺氧,通常导致不可修复的损伤和/或死亡,因此早期诊断、评估和治疗显得尤为重要。目前临床对心肌梗塞的成像和诊断的依赖超声成像(分辨率低)、生化血液分析(相对较慢)、磁共振成像(昂贵耗时)以及核医学如x光血管造影、断层摄影技术(昂贵且有害)。因此仍亟需开发新的成像技术,能够在急性梗塞后对心脏进行低成本、快速和无电离辐射的可视化及诊断。
随着材料合成和修饰的进步,促成了基于使用纳米粒子作造影剂的新诊断技术和疗法。如基于磁性纳米粒子、脂质体和多孔硅(PSi)纳米粒子的梗塞心脏成像。但它们或者无法进行体内成像,或者需要昂贵的仪器。发光纳米粒子(LNP)可以克服这些限制(表1)。但nm以下荧光成像的固有局限性(如穿透深度差、与自发荧光的不良重叠)限制了这些纳米粒子的临床应用。此外使用LNP只能在梗塞后几小时/几天对梗塞心脏进行体内成像,仍无法实现快速(几分钟)体内诊断。
近红外二区(NIR-II)发光的LNP可解决nm以下荧光成像的局限性问题。在NIR-II光谱覆盖的nm-nm内,组织会随着消光系数最小化而变得部分透明。此外NIR-II荧光成像可减少背景自发荧光和组织引发的散射。通过使用稀土掺杂的纳米粒子、碳基纳米粒子、半导体有机聚合物和纳米粒子或半导体量子点(QDs),NIR-II体内荧光成像能力得到了验证。其中Ag2S纳米点(nanodots,NDs)由于合成方便、亮度好、*性小、生物相容性好而广受