张凡教授课题组利用近红外二区比率荧光探针实现活体高分辨成像

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复旦大学化学系张凡课题组设计了一个近红外二区比率型次氯酸荧光探针，实现了活体小动物淋巴炎症的高分辨率荧光成像，为相关领域的研究提供了新的思路。相关研究论文“In Vivo High-resolution Ratiometric Fluorescence Imaging of Inflammation Using NIR-II Nanoprobes with 1550 nm Emission”在线发表于《纳米快报》（Nano Letters，2019, 19(4), 2418-2427）。张凡课题组的博士生王尚风为论文第一作者。
       比率型荧光探针利用了传感和自校准相结合的双荧光信号，可以提供更精确可靠的传感信息，如今已被成功用在了对离体状态下细胞内钙离子、pH、蛋白质和DNA等时空分布信息的精确测量。但是对于活体光学传感分析，光散射和自发荧光干扰问题限制了当前比率荧光成像的分辨率和传感分析的精度。1500-1700 nm的光学波长区间在组织内具有极低的散射和几乎为0的自发荧光背景，代表了当前最高分辨率的成像窗口，但是迄今为止还无法实现这一光学波段内比率荧光检测，从而限制了活体光学成像传感分析的检测效果。

       针对上述问题，张凡教授研究团队利用稀土离子与有机荧光染料之间的吸收竞争作用机制成功构建了首个1550 nm比率荧光探针。该探针可在808 nm和980 nm的双波长激发下表现出对炎症组织内过量生成的次氯酸快速、灵敏且线性的1550 nm比率荧光响应。该探针构建策略将稀土发光的特点 （例如窄吸收发射，大斯托克斯位移，丰富的光谱组合等）和二区荧光染料探针进行有机结合，从而在近红外二区的多重检测分析中表现出极大的应用潜力。除此之外，研究团队还利用模拟组织成像对近红外二区比率荧光分辨率的波长依赖规律进行了深入揭示，结果显示1550 nm比率荧光成像的分辨率大幅提高。利用该探针，研究团队成功观察到了脂多糖诱导的淋巴结和淋巴脉管的炎症进展。
       该工作得到了复旦大学化学系、聚合物分子工程国家重点实验室、上海市分子催化与功能材料重点实验室、国家重点研发项目、国家自然科学基金杰出青年基金、上海市科学技术委员会重点基础研究项目的大力支持。
       全文链接：https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.nanolett.8b05148


张凡,复旦大学化学系教授，博士生导师。国家杰出青年基金获得者，中组部青年拔尖人才（万人计划）。2002年获得华东理工大学学士学位，2008年获复旦大学化学系理学博士学位。2008-2010年美国加州大学圣芭芭拉分校化学与生物化学系博士后。2010年8月加入复旦大学化学系，2012年协调成立复旦-陶氏化学联合研究中心，任研究中心副主任。主要研究领域包括生物纳米技术及生物分析，药物储存与释放，体内与体外生物成像等。共发表SCI论文100余篇，论文总他引6000+次, SCI H-index为43。其中包括Nat. Commun（3篇），J. Am. Chem. Soc.（7篇），Angew. Chem. Int. Ed.（5篇），Nano Lett.（4篇），Adv. Mater.（4篇）等权威刊物。18篇论文入选ESI “Highly Cited Papers”。出版英文专著2部（德国Springer/英国皇家化学会）。获得了侯德榜科学技术青年奖、上海市科技进步奖、上海市科技英才奖以及明治生命科学奖等奖励。担任国际期刊Frontiers in Chemistry (Nanoscience Section)主编（IF=3.994），CurrentNanoscience副主编，Advanded Materials旗下Particle & Particle Systems Characterization (Wiley)（IF=4.474）国际编委，《化学学报》、《分析化学》、《中国化学快报》编委。