文献解读 | NIR-II荧光纳米温度计：精准评估缺血性脑卒中的新利器

缺血性脑卒中，作为一种由脑血管阻塞引起的急性神经功能障碍疾病，因其高致残率和高死亡率，严重威胁着老年人的健康和生活质量。然而，传统的脑卒中评估方法存在灵敏度低、评估时间窗口窄等问题，难以实现早期精准诊断。近日，一项发表在ACS Applied Materials & Interfaces上的研究NIR-II Luminescent Nanothermometer for Precise Assessment of Ischemic Stroke，为我们带来了一种创新的解决方案——NIR-II荧光纳米温度计，为缺血性脑卒中的早期评估开辟了新路径。

研究背景与意义

缺血性脑卒中的发生，伴随着脑组织局部温度的升高，这一变化与复杂的免疫反应密切相关。然而，传统的成像技术难以穿透厚颅骨，实现对脑微区温度的实时监测。因此，开发一种能够无创、实时监测脑微区温度的技术，对于缺血性脑卒中的早期评估和治疗具有重要意义。

NIR-II荧光纳米温度计的创新之处

本研究创新性地设计了一种结合镧系元素和量子点的混合纳米温度计（DSNCs），用于缺血性脑卒中模型小鼠的脑微区温度无创监测。该纳米温度计具有以下显著优势：

• 高灵敏度与准确性：DSNCs通过双发射信号（1280nm和1525nm）实现温度的精准测量，避免了单一发射峰因探针浓度分布和激发光功率密度变化带来的测量误差；
• 深组织穿透能力：利用NIR-II窗口（1000-1700nm）的光学特性，DSNCs能够穿透厚颅骨，实现深部脑组织的温度监测；
• 低激发光热效应：通过优化激发光波长（808nm），DSNCs减少了水吸收系数，降低了激发光对脑组织的热效应，提高了测量的准确性。

研究方法与技术路线

01.DSNCs的制备与表征

• 研究团队首先合成了PbS量子点（QDs）和Er掺杂的下转换纳米颗粒（Er-cssDSNPs）；
• 通过溶剂蒸发辅助自组装法，将PbS QDs和Er-cssDSNPs结合，形成DSNCs；
• 利用透射电子显微镜（TEM）、动态光散射（DLS）等手段对DSNCs的形貌、粒径和荧光性能进行了表征。

02.DSNCs在缺血性脑卒中模型中的应用

• 研究团队构建了小鼠缺血性脑卒中模型，通过玉研脑立体定位仪定位注射将DSNCs注入小鼠海马体；
• 利用NIR-II荧光成像系统，实时监测缺血性脑卒中后脑微区温度的变化。

03.温度监测与数据分析

• 通过测量DSNCs在1280nm和1525nm处的荧光强度比（I_S/I_R），实现了对脑微区温度的精准监测；
• 结合免疫荧光染色和病理分析，验证了DSNCs在缺血性脑卒中评估中的有效性。

研究结果与讨论

01.DSNCs的温度敏感性

• 研究表明，DSNCs的荧光强度比（I_S/I_R）与温度呈线性关系，显示出高灵敏度和准确性；
• 在不同温度下，DSNCs的荧光强度比变化稳定，验证了其作为纳米温度计的可靠性。

02.缺血性脑卒中后脑微区温度的变化

• 在缺血性脑卒中模型小鼠中，研究团队观察到脑微区温度在再灌注4小时后显著升高，即使在无异常行为的情况下也能检测到；
• 随着时间的推移，脑微区温度持续升高，与脑损伤的严重程度密切相关。

03.DSNCs在脑卒中治疗中的潜在应用

• DSNCs不仅能够实现缺血性脑卒中的早期评估，还能为治疗窗口的扩展提供科学依据；
• 通过实时监测脑微区温度的变化，医生可以及时调整治疗方案，提高治疗效果。

玉研仪器脑立体定位仪的作用

在本文的研究过程中，玉研仪器的脑立体定位仪发挥了至关重要的作用。具体体现在以下几个方面：

• 精准定位：脑立体定位仪通过颅外标记与颅内结构的固定位置关系，实现了对实验动物脑部特定区域的精确定位。在本文中，研究者利用脑立体定位仪将DSNCs准确注射到小鼠的海马体区域，确保了温度监测的准确性和可靠性；
• 操作简便：玉研仪器的脑立体定位仪设计灵活、操作简便，配备了三杆加固十字臂和新增螺旋纹旋钮等创新设计，大大提高了实验操作的便捷性和效率；
• 适应性强：脑立体定位仪可根据不同实验需求进行灵活调整，如更换操作臂、增加注射装置等，满足了本文中多种实验场景的需求。