南方医科大学刘瑞源副教授：聚集诱导发光活性近红外荧光有机纳米粒子用于长时间无创监测肿瘤生长取得新进展

近日，南方医科大学刘瑞源副教授课题组开发了一种新颖的聚集诱导发光（AIE）活性近红外荧光有机纳米粒子（TPFE-Rho dots），并且用于活体长时间无创监测肿瘤生长（图1）。相关研究成果以题为“AIE active NIR Fluorescent Organic Nanoparticles for Noninvasive Long-Term Monitoring of Tumor Growth”在线发表在国际著名期刊ACS Applied Materials & Interfaces上（10.1021/acsami.8b03861）。论文的第一作者为南方医科大学的硕士研究生夏琦，通讯作者为刘瑞源副教授。

图1.TPFE-Rho dots的制备及其生物应用

研究人员设计合成了具有聚集诱导发光性质（AIE）活性有机荧光染料分子TPFE-Rho，然后采用共沉淀法将TPFE-Rho包裹于两亲性聚合物F127中形成近红外纳米粒子TPFE-Rho dots，其粒径分布均匀（~100nm），显示较强的近红外荧光发射能力和大斯托克斯位移（〜180 nm），适合用于荧光干扰低和组织穿透性强的体内长期荧光示踪成像。

将TPFE-Rho dots与SK-Hep-1细胞共培养4h后，可在细胞内观察到强烈的红色荧光。在激光下照射8min后，TPFE-Rho dots的荧光强度仅下降了不到10%，显示出良好的光稳定性。并且该红色荧光能够一直持续追踪到细胞传代至11代（图3）。将标记了TPFE-Rho dots的SK-Hep-1细胞接种在裸鼠皮下，荧光信号可追踪至19天（图4），这些结果表明，TPFE-Rho dots可以作为近红外荧光纳米探针实现在体内长期实时的监测肿瘤生长。

图2. SK-Hep-1细胞与TPFE-Rho dots共培养后，激光照射前（0分钟）和照射后（8min）的激光共聚焦图

图3. TPFE-Rho dots体外细胞追踪的激光共聚焦图

图4. TPFE-Rho dots体内长期监测肿瘤生长：（a）裸鼠皮下接种TPFE-Rho dots标记SK-Hep-1细胞后第0天到第19天的活体荧光成像图；（b）肿瘤处的荧光强度随时间的变化结果；（c）接种第19天后裸鼠被处死后脏器和肿瘤块的离体荧光成像图。

该工作中，研究人员构建了一种新型的AIE活性近红外有机荧光纳米颗粒TPFE-Rho dots。该纳米颗粒具有优异的光稳定性、大的斯托克斯位移、极好的生物相容性和良好的荧光放射能力。研究者成功应用该纳米颗粒长期示踪活细胞和长时间实时监测肿瘤生长。这为肿瘤今后临床肿瘤监测的应用做出了一定贡献，也为改善有机荧光探针的光学性能以用于细胞追踪提供了一些启示。

论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021%2Facsami.8b03861