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上转换荧光探针辅助的光学成像技术在肿瘤显影中的应用研究进展
海热古·吐逊, 郭乐, 丁嘉仪, 周嘉琪, 张学良, 努尔尼沙·阿力甫
无机材料学报    2025, 40 (2): 145-158.   DOI:10.15541/jim20240058
摘要   (287 HTML17 PDF(pc) (9597KB)(89)  

肿瘤的早期诊断是癌症高效诊疗的关键基础。可视化荧光成像技术凭借其高时间-空间分辨率、高灵敏度、无电离辐射、无创和实时成像等优点, 在生物医学领域尤其是肿瘤的早期诊断中展现出巨大应用潜力。与可见光相比, 近红外(Near-infrared, NIR)光穿透生物组织时, 其受到的吸收和散射显著减少, 这一特性使得基于NIR光的荧光成像技术在生物医学领域展现出高信噪比及高空间分辨率的独特优势, 而高质量NIR荧光成像依赖于性能卓越的荧光探针。在众多荧光探针中, NIR光激发的上转换纳米颗粒(Upconversion Nanoparticles, UCNPs)因其低毒性、窄带发射、可调发射、长荧光寿命、良好的光化学稳定性以及高量子产率等优异特性, 在荧光成像领域脱颖而出。本文总结了上转换荧光探针的基本原理、合成方法、改性与修饰技术, 重点阐述了稀土掺杂上转换荧光探针在几种典型成像模式及肿瘤多模态成像中的最新研究进展, 并对进一步实现诊疗一体化的应用研究进行了展望。



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图15 RBC-UCNPs纳米颗粒的制备(上)及其在小鼠三基因乳腺癌中的MRI、UCL和PET成像(下)[79]
正文中引用本图/表的段落
SPECT、PET等成像技术组织穿透能力强、灵敏度高, 可有效弥补UCL等多种成像方式的局限性[78]。Li等[79]在UCNPs中引入放射性同位素, 如18F和153Sm3+离子, 合成了一种基于UCNPs的新型探针NaLuF4: Yb, Tm@NaGdF4(153Sm3+)。该探针既可以提高成像灵敏度又可以丰富成像模式, 实现了对肿瘤血管的UCL、CT、MRI和SPECT四模态成像。用红细胞(Red Blood Cell, RBC)膜包覆后, RBC-UCNPs(NaGdF4: Yb/Tm)探针不仅显著增强了纳米颗粒的生物相容性和靶向能力, 还延长了体内循环时间, 从而实现了对4T1乳腺癌的靶向多模态成像(图15)。
(a) Preparation process of FYH-PDA-DOX complex; (b) Schematic illustration using FYH-PDA-DOX for PTT-chemo-immunotherapy by combining immunogenic cell death (ICD)/ immune checkpoint blockade (ICB) with UCL/CT/MRI guidance; (c) 3D rendering of CT imaging and their corresponding coronal images of mice after injection of FYH-PDA-DOX solutions at timed intervals; (d) T2-MRI of mice before and after injection of FYH-PDA-DOX solutions; (e) Fluorescence images of excised tumors and major organs ...
Core-shell lanthanide upconversion nanophosphors as four-modal probes for tumor angiogenesis imaging
1
2013
... SPECT、PET等成像技术组织穿透能力强、灵敏度高, 可有效弥补UCL等多种成像方式的局限性[78].Li等[79]在UCNPs中引入放射性同位素, 如18F和153Sm3+离子, 合成了一种基于UCNPs的新型探针NaLuF4: Yb, Tm@NaGdF4(153Sm3+).该探针既可以提高成像灵敏度又可以丰富成像模式, 实现了对肿瘤血管的UCL、CT、MRI和SPECT四模态成像.用红细胞(Red Blood Cell, RBC)膜包覆后, RBC-UCNPs(NaGdF4: Yb/Tm)探针不仅显著增强了纳米颗粒的生物相容性和靶向能力, 还延长了体内循环时间, 从而实现了对4T1乳腺癌的靶向多模态成像(图15). ...
Red blood cell membrane-coated upconversion nanoparticles for pretargeted multimodality imaging of triple-negative breast cancer
3
2020
... SPECT、PET等成像技术组织穿透能力强、灵敏度高, 可有效弥补UCL等多种成像方式的局限性[78].Li等[79]在UCNPs中引入放射性同位素, 如18F和153Sm3+离子, 合成了一种基于UCNPs的新型探针NaLuF4: Yb, Tm@NaGdF4(153Sm3+).该探针既可以提高成像灵敏度又可以丰富成像模式, 实现了对肿瘤血管的UCL、CT、MRI和SPECT四模态成像.用红细胞(Red Blood Cell, RBC)膜包覆后, RBC-UCNPs(NaGdF4: Yb/Tm)探针不仅显著增强了纳米颗粒的生物相容性和靶向能力, 还延长了体内循环时间, 从而实现了对4T1乳腺癌的靶向多模态成像(图15). ...

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