新型Au掺杂Ag2Te近红外IIb荧光量子点实现缺血模型中的血管再生原位监测

荧光成像技术在生物医学研究中扮演着重要的角色。近年来，第二近红外窗口（NIR-II，900-1700 nm）荧光由于活体组织对其光子的吸收和散射效应大大降低，在生物医学成像上得到了广泛的研究。其中，近红外IIb窗（NIR-IIb, 1500~1700 nm）荧光成像因具有近零的组织自发荧光和极低的散射特性，获得了广泛关注。在众多的NIR-IIb荧光探针中，量子点由于独特的物理化学性质，被认为是最具前景的NIR-IIb荧光探针之一。目前NIR-IIb荧光量子点主要包括InAs、PbS、PbSe以及HgTe。这些量子点包含As、Pb、Hg等有毒元素，极大限制了其广泛应用。因此，发展新型的高荧光强度和高生物相容性的NIR-IIb量子点具有重要意义。

Ag₂Te是一种窄带隙（0.06 eV）、低溶解度（K_sp = 2×10^-72），且不含高毒性重金属离子的半导体材料，是理想的NIR-IIb量子点体系。然而Ag₂Te的光致发光量子产率（PLQY）较低，这可能归因于Ag离子高迁移率导致的阳离子空穴和晶体缺陷。为了解决这一问题，近期，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所王强斌研究员课题组基于前期的工作基础，使用阳离子交换法，首次合成了具有NIR-IIb区荧光发射的Au掺杂Ag₂Te（Au:Ag₂Te）量子点。通过控制Au前驱体与Ag₂Te量子点的投料比，可以有效调控Au元素的掺杂量。当Au的掺杂量为4%时，Au:Ag₂Te量子点的荧光发射位于1600 nm，相较于Ag₂Te量子点，荧光增强约12倍。通过对该量子点进行表面功能化，Au:Ag₂Te量子点保持高NIR-IIb荧光强度、高胶体稳定性、高光稳定性以及良好的生物相容性。进一步，Au:Ag₂Te量子点成功实现了活体原位、无创监测缺血后肢模型中的血管再生和动脉生成过程。

图1. Au:Ag₂Te量子点的表征。

图2. Au:Ag₂Te量子点活体原位、无创监测缺血后肢模型中的血管生成和动脉生成过程。

上述成果近日发表于Advanced Materials 上，论文的第一作者是杨红超博士和博士研究生黄浩颖，通讯作者是王强斌研究员。

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Au-Doped Ag₂Te Quantum Dots with Bright NIR-IIb Fluorescence for In Situ Monitoring of Angiogenesis and Arteriogenesis in a Hindlimb Ischemic Model

Hongchao Yang, Haoying Huang, Xiang Ma, Yejun Zhang, Xiaohu Yang, Mengxuan Yu, Ziqiang Sun, Chunyan Li, Feng Wu, and Qiangbin Wang

Adv. Mater., 2021, DOI: 10.1002/adma.202103953

王强斌研究员简介

王强斌，研究员，博士生导师，国家杰出青年基金获得者。2002年于华东理工大学获博士学位。2002-2004年在上海交通大学任讲师，2004-2006年在美国亚利桑那州立大学化学与生物化学系从事博士后研究，2006-2008年在美国亚利桑那州立大学生物设计研究院任助理研究教授，2008年7月加入中科院苏州纳米所，任研究员，课题组长。

主要研究方向包括无机纳米晶的控制与合成、生物大分子指导的纳米结构自组装、新型近红外二区活体影像技术及其转化医学。在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Nano Lett., ACS Nano, Adv. Funct. Mater.等国际知名期刊发表论文130余篇，包括，申请专利30余项，国际专利5项。承担了国家自然科学基金、973重大研究计划、中科院科技战略先导专项等项目。相关研究成果荣获2017年度江苏省科学技术一等奖。