具有激发匹配特性的短波红外喹啉类荧光团：通过多重生物成像技术解析时空相互作用

《Journal of the American Chemical Society》：Excitation-Matchable Shortwave Infrared Quinolinium Fluorophores: Decoding Spatiotemporal Interactions with Multiplexed Bioimaging

短波红外（SWIR）成像为哺乳动物级多通道成像提供了理想窗口，但缺乏高可调性分子支架核心。本文提出新型喹啉酮基分子支架，构建覆盖975-1046 nm的SWIR染料库，实现正交激发的多通道成像（如QC7-NEt2和QC7-CN在980/1064 nm），显著降低交叉干扰。该体系可动态高分辨率可视化血管、淋巴及肠道系统，揭示深部器官与血管网络的时空互作关系，为生物成像研究提供新范式。

　　

短波红外（SWIR，1000–2000 nm）成像已成为哺乳动物水平上多路复用成像的理想工具。然而，这项技术仍然受到缺乏高度可调“分子骨架核心”的限制，这种核心能够使SWIR染料库同时满足高亮度、低串扰以及与激光兼容的吸收特性。在此，我们引入了一种基于喹啉结构的“骨架核心”，用于开发SWIR染料库，从而实现激发匹配的多路复用成像，以解析时空相互作用。该喹啉结构域能够生成一系列SWIR七甲氰化物染料，其最大吸收波长范围为975至1046纳米。其中，QC7-NEt₂和QC7-CN在980或1064纳米处具有高亮度和正交激发特性，与可用激光器非常匹配。利用这种正交染料对，我们能够进行双通道甚至三通道的激发匹配多路复用成像，实现低串扰效果，以解析时空相互作用。这些染料能够动态、高分辨率地显示血管、淋巴和肠道系统，特别适用于研究深层组织器官与周围血管网络之间的相互作用。本研究充分展示了我们在分子设计方面的策略以及高效SWIR染料发现方法，旨在推动基础生命科学和临床应用中生物成像技术的极限。