上转换荧光蚕丝材料——点亮软物质体内生物成像的明灯

厦门大学和新加坡国立大学的林乃波和刘向阳的研究团队最近报道了一种创新介观尺度功能化技术,使植入体内的丝素蛋白生物支架能够在低功率的红外激发下能发出绿色荧光,实现实时的、无损伤的生物成像。该上转换荧光成像技术为直观监测体内生物支架的变化及其体内化学环境的变化提供了新思路。

传统的非侵入性活体生物成像技术主要是基于计算机断层扫描和核磁共振成像等技术,这些技术由于其相对较低的分辨率和对组织的损伤而受到限制。而与传统的荧光技术相比,这种上转换荧光成像技术以近红外光作为激发光源,近红外光位于第二生物组织光学窗口,在生物组织中有更好的穿透效果,更弱的散射,以及更低的组织损伤。

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该团队通过从介观尺度将稀土上转换纳米颗粒均匀地组装到丝素蛋白生物支架,使其具备在近红外激发下产生可见光波段发射光的上转换荧光性能。使用低功率连续980 nm波长的近红外激光穿透大鼠皮肤和组织,激发植入的蚕丝丝素生物支架产生可见光(绿光)图像。揭示了蚕丝生物支架的生物相容性、力学性能和生物降解性,以及组织细胞与生物支架的相互作用。丝素蛋白生物支架是一种软物质,上转换荧光技术为解决体内软物质成像提供了契机。

相关工作已经发表在Advanced Functional MaterialsDOI: 10.1002/adfm.201700628)上。