近红外荧光染料可测量皮肤和血管年龄

据外媒报道，来自韩国基础科学研究院自组装和复杂性研究中心的一个研究小组，日前合成了一种造影剂，可用于观察和测量弹性蛋白；这种蛋白质能为血管壁提供强度，还能为皮肤提供弹性。荧光染料能有助于更好地了解弹性蛋白在生物过程中的作用，并验证血管和器官的健康状况。 该论文的协作者Chang Young-Tae解释道：“由于弹性蛋白位于皮下组织中，很难用现有的方法显现；此外，它还是一种复杂的蛋白质，因为它有各种形式，可变的化学键合，而且也很难制作一个用于计算机学习的模型；为了达到筛选的目的，我们使用了完整的弹性蛋白来避免这些问题。” 日前，该研究小组开发了一种被称为ElaNIR的近红外（NIR）弹性蛋白荧光造影剂，能够检测活体动物组织弹性。该方法使用了波长为700-900nm的近红外线，由于其优异的皮肤渗透性，可以达到弹性蛋白的要求。ElaNIR是从系列发射近红外线的荧光分子中选择出来的。荧光材料往往都会粘附在其他物质上，导致目标周围的图像区域模糊。另一方面，ElaNIR在同一分子内具有相同数量的正负电荷，可最大限度地减少与血清蛋白、正常组织和器官的非特异性结合，从而提供更清晰的图像。 ElaNIR不仅在近红外范围发射荧光，还可以通过光声光谱法观察含有弹性蛋白的结构。在光声成像中，吸收的光能转化为超声波，比荧光更能穿透皮肤。因此，与荧光成像相比，光声技术可以在ElaNIR中提供更高的灵敏度和更高的空间分辨率。借助这种技术，科学家们能够通过检测由被吸收的近红外光产生的超声波来获取3D层析成像。 科学家利用兔主动脉的横截面演示了ElaNIR与弹性蛋白的选择性结合过程。然后，他们将它用于研究拥有高弹性蛋白的老鼠器官。EleaNOR能够凸显肺部、皮肤、膀胱、肾脏、主动脉和耳部的弹性蛋白。 最后，ElaNIR在活体动物身上进行了测试。在对老年和年轻小鼠进行静脉注射后，研究小组能够比较各研究组皮肤中弹性蛋白的含量。与年轻老鼠相比，老年组老鼠弹性蛋白的数量明显减少（1.8倍）。使用光声技术获得的高分辨率3D层析图象，可视化地显示了弹性蛋白的分布。ElaNIR的另一个特点是可以快速从系统中清除：在四小时内超过90%的注射物能从血液中清除。