Momenteel, tumoren in het centrale zenuwstelsel behoren tot de meest uitdagende kankers om te diagnosticeren. Anders dan conventionele hersenbeeldvormingstechnieken, nabij-infrarood fluorescentiebeeldvorming (NIR) toont bijzondere verdiensten aan, waaronder ongevaarlijk zijn, snelle feedback bieden, en een hogere gevoeligheid hebben.

Een onderzoeksteam onder leiding van Prof. ZHENG Hairong van de Shenzhen Institutes of Advanced Technology (SIAT) van de Chinese Academie van Wetenschappen, in samenwerking met Prof. LIU Bin van de Universiteit van Singapore, rapporteerde de eerste NIR-II fluorescerende molecule met aggregatie-geïnduceerde emissie (AIE) kenmerken voor dubbele fluorescentie en fotoakoestische beeldvorming. Hun bevindingen werden gepubliceerd in Geavanceerde materialen .

Fluorescentiebeeldvorming in het tweede NIR-venster (NIR-II), vergeleken met het eerste NIR-venster (NIR-I), vertoont opvallende voordelen van diepere penetratie en hogere spatiotemporele resolutie, als gevolg van verder verminderde fotonverstrooiing, absorptie, en weefselautofluorescentie in biologische weefsels. Wetenschappers hebben een nieuw donor-acceptor (D-A)-op maat gemaakt NIR-II-emitterend AIE-molecuul ontworpen, en geformuleerde stippen vertoonden een hoge NIR-II fluorescentie kwantumopbrengst tot 6,2 procent, vanwege de intrinsieke aggregatie-geïnduceerde emissieaard van het ontworpen molecuul.

De AIE-punten zijn met succes gebruikt voor dubbele NIR-II-fluorescentie en NIR-I fotoakoestische beeldvorming voor nauwkeurige niet-invasieve diagnose van hersentumoren. Op basis van dezelfde punten, de experimenten onthulden dat NIR-II fluorescentiebeeldvorming een hoge resolutie vertoonde.

In de tussentijd, NIR-I PA-beeldvorming vertoonde intrinsiek een hogere penetratiediepte dan die van NIR-II-fluorescentiebeeldvorming, waardoor een duidelijke afbakening van de tumordiepte in de hersenen mogelijk was.

De synergetische bimodale beeldvorming met gericht op c-RGD-versierde heldere AIE-nanodeeltjes toonde een nauwkeurige diagnose van hersentumoren met een goede specificiteit en hoge gevoeligheid, die een hoge S/B van 4,4 opleverde en nauwkeurig de diepte van de tumorlocatie in hersenweefsel beoordeelde.

De studie toont de belofte aan van NIR-II AIE-moleculen en hun stippen in dubbele NIR-II-fluorescentie en NIR-I fotoakoestische beeldvorming voor nauwkeurige diagnostiek van hersenkanker.