用于高灵敏度成像的近红外荧光探针

• 开发品概要
• 用途例
• 技术概述

开发品概要

随着近年来再生医疗技术的发展，在细胞观察技术中，也研究了很多新的观察系统，如观察更微细的区域的高灵敏度成像和长时间的动态观察，以及利用生物透过性高的近红外光的生物体内的细胞·蛋白质的动态观察等。

这些新的观察系统所使用的色材，不仅要求具备光吸收和荧光发光等光学特性，还要求具备以往的生物用标识色材所没有的更鲜明的标识、长时间发光的维持、生物体内的稳定性、高功率激光的耐受性等新的功能。

本开发的产品具有高荧光强度、细胞质的均匀标记、优异的光稳定性，可以进行用于药物发现筛选的高内涵分析、使用高功率激光的超分辨显微镜的长时间观察等，对细胞等生物体组织进行更细微的观察。

荧光色材开发品的外观

开发产品的特点

特点1：荧光强度高（使用荧光显微镜观察^*1*2）

由于它具有高荧光强度，因此可以使用少量添加剂进行高级成像。

现有产品A

开发品

特点2 细胞的均一标记（使用荧光显微镜观察^{*1 *2}）

能迅速、均匀地标记每一个细胞。

现有产品A

开发品

^*1当使用近红外荧光染料标记 HeLa 细胞时
^*2人眼无法识别近红外区域的光，因此呈现绿色。

特性3高光稳定性

由于其具有较高的光稳定性，因此即使在超分辨率显微镜等强能量照射的条件下也难以分解并表现出稳定的吸光度。
它还具有出色的耐用性，可以进行长期荧光观察。

应用实例

• 细胞标记
• 深部成像
• 外显子成像

用途例1细胞标记 (多重标记)

由于它是来自具有不同波长的可见光荧光色料的近红外区域的荧光，因此可以进行更高级的多重标记。

对 HeLa 细胞进行染色并用荧光显微镜观察

※为了方便起见，图像的显色根据各色材发出的荧光波长，分别以绿色、蓝色、红色显示。

用途例2深部成像

由于在生物体透过性高的波长区域中显示出高荧光强度，因此可以对生物体的深部进行成像。此外，利用这个特征，还可以观察毛细血管、淋巴管、癌肿瘤部位等微小部位。

体内近红外生物荧光成像（静脉接种，Ex720nm，Em795nm）^*3

^*3 Ex表示激发波长，Em表示荧光检测波长。

用途例3外泌体成像

由于它标记外泌体而不聚集它们，因此可以准确观察外泌体动态。
外泌体被引入到所有细胞中，表明用该开发产品标记的外泌体具有良好的细胞摄取能力。

将染色的外泌体引入HeLa细胞并用超分辨率共聚焦激光显微镜观察 (Nikon Co.,Ltd。)

放大倍数 60 倍
现有产品B

放大倍数 60 倍
开发产品

放大倍数 210 倍
现有产品B

放大倍数 210 倍
开发产品

绿色（外泌体）：现有产品B（Ex：561nm，Em582-618nm）^*3
蓝色（细胞核）：Hoechst33258（例如：405nm、Em430-463nm nm）^*3

^*3 Ex表示激发波长，Em表示荧光检测波长。

用途例4其他

可用于基因扩增荧光标记、细胞表面分析荧光标记、特异性表达蛋白等的鉴定、定量标记、病理检查用免疫组织染色标记、体外诊断药用荧光微粒。

技术概述

色材的吸收/荧光波长控制技术×细胞相互作用官能团的导入技术

生物体内存在的主要吸收光的物质是水（大于2000 nm）和血液中的血红蛋白（小于700 nm），因此波长700 nm至2000 nm的近红外区域的光不被吸收通过这些物质，深入渗透到活组织中。在我们公司，我们将在显示和电子领域培育的“着色材料吸收/荧光波长控制技术”与我们独特的“细胞相互作用官能团引入技术”相结合，以实现更清晰的标记功能，长期我们正在开发具有适合新观察系统特性的着色剂，例如体内稳定性和光稳定性。
这种着色材料的目标不仅是应用于再生医学，而且还可以应用于生物制药筛选和体外诊断系统等广泛领域。

生物通透性高的近红外区域

色材吸收/荧光波长控制技术

为了实现近红外区域的吸收/荧光，我们设计了一种着色材料，以减小着色材料的最高能量耦合轨道 (HOMO) 与最低能量反耦合轨道(LUMO:Lowest Unoccupided Molecular Orbital)之间的能量差异。为了减小这些能量差，例如，可以通过将电子供体引入着色材料来提高HOMO的能级。

细胞相互作用官能团的导入技术

本公司将在各个领域培养的色材设计技术与与生物材料相互作用的化学构造相结合，实现了兼具“高荧光强度”、“均匀标记”、“优良的光稳定性”的细胞标记用近红外荧光色材的开发。

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