散斑血流成像专题⑫丨肿瘤血管成像

选取健康的Balb/c小鼠（n=3），剔除小鼠背部右后侧毛发后，将100μL的4T1-Luc细胞注射至小鼠背部右后侧皮下，完成皮下肿瘤种植。于种植完毕后0天、3天和5天对小鼠肿瘤血管进行成像。成像时，每次将75µL0.5mmol/mL的ErDCNPs通过尾静脉注射进入小鼠体内，之后将小鼠以侧卧位固定于光学平台上，使用a640×512pixelInGaAs-NIRvana640LN相机对肿瘤进行成像，滤波片为长通1500nm滤波片，曝光时间为300ms。采集完毕后，对数据进行图像处理与定量。

小鼠肿瘤血管成像

实验探究在完成小鼠正常脉管系统的动态可视化后，为了进一步验证Er-DCNPs对于脉管系统的可视化能力，将Er-DCNPs用于肿瘤成像中，以观测肿瘤部位的血管系统，与正常血管相比，肿瘤血管功能与结构异常，异常的结构促进了肿瘤的形成、发展和转移。因此，准确评估肿瘤相关血管和微血管网络可以帮助医生们更好的了解肿瘤的发生发展机制。在种植完肿瘤后0d、3d和5d将Er-DCNPs通过尾静脉打入小鼠体内，如图3.9A所示，0d时，肿瘤处无清晰血管网络结构出现，信号呈团状；3d时，肿瘤形状清晰可见，肿瘤周围出现瘤周血管，尤其肿瘤两侧出现主要血供血管；5d时，肿瘤体积增大，肿瘤周围主要血管增长，肿瘤表面出现细小、弯曲、复杂的血管网络结构，随着肿瘤生长，在体荧光信号逐渐增强。通过测量不同天数的肿瘤血管直径和血管密度，可以发现，肿瘤血管的密度与直径显著增加，血管直径由260µm增长至340µm，血管数量由2根增长至5根，说明在肿瘤的发生发展中，肿瘤血管从形态和数量上均有明显变化，表明了Er-DCNPs优异的时空分辨率，得益于NIR-IIb区所带来的各项成像特性，Er-DCNPs可用于识别肿瘤相关的血管，监测肿瘤发生发展。

肿瘤血管成像(A)不同天数肿瘤成像。(B)血管直径变化。(C)血管数量变化

淋巴管动态成像

选取健康的C57小鼠（n=3），将小鼠毛发脱去并麻醉后，以仰卧姿势固定于小动物成像仪SeriesII900/1700-H中。固定完毕后，将小鼠腹部皮肤剪开，将皮肤固定于两侧，翻找到髂下淋巴结，选取长通1500nm滤波片收集信号，之后将25µL0.5mmol/mL的Er-DCNPs通过髂下淋巴结注入小鼠体内，注入探针的同时进行拍摄，获取小鼠淋巴管的动态成像结果，曝光时间为100ms。采集完毕后，对数据进行图像处理与定量。

小鼠脉管系统成像

先使用理发剪和脱毛膏将小鼠（n=3）的全身毛发脱去。在小鼠麻醉后，将100µL0.5mmol/mL的Er-DCNPs通过静脉注射的方式打入小鼠体内，将小鼠以仰卧姿势和俯卧姿势放置于小动物成像仪SeriesII900/1700-H下进行成像，所选取滤波片为长通1500nm，曝光时间为100ms。在局部血管成像实验中，先将小鼠麻醉并将小鼠放置于光学平台上，之后使用808nm激光器，在400mw/cm2的功率密度下，使用a640×512pixelInGaAs-NIRvana640LN相机对小鼠进行成像，后肢、背部、耳部、腹部和脑部血管的图像均在长通1500nm滤波片下采集，曝光时间为300ms。采集完毕后，对数据进行图像处理与定量。

背部脉管系统动态成像

选取健康的C57小鼠（n=3），将小鼠毛发脱去并麻醉后，以俯卧姿势固定于小动物成像仪SeriesII900/1700-H中，选取长通1500nm滤波片收集信号，之后将100µL0.5mmol/mL的Er-DCNPs通过尾静脉注射进小鼠体内，打入探针的同时进行图像采集，以获取背部脉管系统的动态成像结果，曝光时间为100ms。采集完毕后，对数据进行图像处理与定量。

小鼠腹部脉管系统动态成像

选取健康的C57小鼠（n=3），将小鼠毛发脱去并麻醉后，以仰卧姿势固定于小动物成像仪SeriesII900/1700-H中。固定完毕后，将小鼠腹部皮肤剪开，将皮肤固定于两侧，选取长通1500nm滤波片收集信号，之后将100µL0.5mmol/mL的Er-DCNPs通过尾静脉注射进小鼠体内，打入探针的同时进行图像采集，获取小鼠腹部脉管系统的动态成像结果，曝光时间为100ms。采集完毕后，对数据进行图像处理与定量。

参考文献：

1、Novel application of indocyanine green fluorescence imaging for real-time detection of thrombus in a membrane oxygenator.[J]. Sakurai Hironobu;Fujiwara Tatsuki;Ohuchi Katsuhiro;Hijikata Wataru;Inoue Yusuke;Seki Haruna;Tahara Tomoki;Yokota Sachie;Ogata Asato;Mizuno Tomohiro;Arai Hirokuni.Artificial organs,2021

2、Applications of bioluminescence in biotechnology and beyond.[J]. Syed Aisha J;Anderson James C.Chemical Society reviews,2021

3、李正. 1530 nm发射的铒掺杂稀土纳米探针用于外周动脉疾病的高分辨动态可视化[D].西安电子科技大学,2022.

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