穿透厚度是影响分子成像的重要因素。实现深层次组织成像，对实现临床影像学应用具有重大的意义。临床使用的正电子发射层析成像(PET)和计算机层析成像(CT)虽不受穿透深度的限制，但是具有成本高、辐射性强等副作用。近年来，因此具有高空间分辨率的非侵入性光声(Photoacoustic, PA)成像方式引起了人们的广泛关注。利用近红外二区的染料作为PA成像的显影剂具有穿透厚度低，信噪比高等优点。

图1 在NIR-II区具有强吸的浓缩的SSS-胶束

  近期，天津大学化工学院张育淼教授团队，联合韩国浦项科技大学Chulhong Kim，和福州大学宋继斌合成了一款在红外二区具有超高光吸收的双高分子聚合物体系。首先该团队制备了一款新型的噻二唑喹啉(TQ)基半导体聚合物(SP，图1A)，并采用嵌段共聚物普朗尼克F127作为SP的载体，利用普朗尼克的温度敏感性，低温去除多余的表面活性剂后，由此得到了基于半导体聚合物的双功能聚合物体系，SSS-胶束 （surfactant-stripped semiconducting polymer micelles (图1B）。SSS-胶束在NIR-II区 （1300 nm）有强光吸收 （>1000），这得益于F127特用的CMC温度敏感性，低温超滤可以有效地浓缩SSS-胶束溶液, 从而使SSS-胶束具有超高的吸收率（图1D）,远高于其他商用增溶剂（图1E）。除此之外，SSS-胶束还展示出了良好水溶性，贮藏稳定性强，光热转换效率高等优势。SSS-胶束可实现对肿瘤的光声（PA）成像以及光热治疗（图2A,B），经治疗后的肿瘤消融，且无复发。同时，该纳米胶束在深度组织成像的应用上也有了很大的突破。该胶束产生的光声信号可体外穿透6.5 cm鸡胸组织；且分别穿透5cm，5.8cm的肌肉组织，检测到小鼠的膀胱和大鼠的肠道内的胶束信号（图2C，D）。此外，将浓缩的SSS-胶束灌胃到小鼠肠道并在小鼠腹部覆盖5.8厘米鸡胸组织后，依然可以通过SSS-胶束，清楚地勾勒出小鼠的肠道轮廓（图2E）。

图2 SSS-胶束的生物应用

  这项研究提供了一款新型聚合物类型光声成像造影剂，丰富了NIR-II染料库，并提出了一种新型制剂配方，得到超高浓度的纳米颗粒，以便突破成像深度的限制，提高成像的精度。该工作以“Surfactant-stripped semiconducting polymeric micelles for tumor theranostics and deep tissue imaging in the NIR-II window”为题发表在《Small》上，文章第一作者是天津大学硕士生丁圆梦，韩国浦项科技大学博士后byullee Park和福州大学叶镓闽。该研究得到国家重点研发计划青年项目，国家自然基金面上项目等支持。

  本工作是该团队近期在分子成像领域的最新进展之一。深部组织成像是临床前和临床影像学应用的重要内容，它能对人体深部的各种解剖结构和疾病诊断提供重要依据。半导体聚合物由于生物安全性高，吸收波长长等优点，成为有潜力NIR-II PA成像造影剂。为此团队提出了一种双高分子纳米体系，可以达到了超高浓度，体内穿透厚度达到新深度。团队利用高分子聚合物的温度敏感性，制备了一系列用于分子成像的显影剂(Nature Nanotechnology, 2014, 9, 631; Advanced Materials, 2016, 28, 8524). 另外，近期该团队利用温敏性的普朗尼克胶束作为载体，得到一系列荧光进一步增强的聚集诱导发射（AIE）胶束，实现了肠道的荧光和光声双模态成像，并通过与细菌天然代谢物d-氨基酸(DAA)偶联，从而实现对胃肠道菌群的荧光标记。（Adv. Healthcare Mater. 2021, DOI:10.1002/adhm.202100356）。

  论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.202100356

  张育淼课题组实验室网址：yumiaozhanglab.com

  下载：Surfactant-stripped semiconducting polymeric micelles for tumor theranostics and deep tissue imaging in the NIR-II window