腫瘍酸化還元状態のNIR-II発光寿命イメージングのためのランタニドとアモルファスマンガ​​ン酸化物からなるLRETナノプラットフォーム

2番目の近赤外（NIR-II）ウィンドウで発光寿命センサーを設計することは、困難な構造構造のために大きな課題です。ここでは、NIR-IをNIR-Iに普遍的に調節するための発光共鳴エネルギー伝達（LRET）ツールボックスを構築するためのエネルギーアクセプターとして、1.02 eVの間接バンドギャップを持つ腫瘍酸化物に反応しやすい容易に合成された材料である1.02 eVのアモルファスマンガ​​ン酸化物（MNOX）を報告します。-II発光ランサニドナノ粒子の発光寿命。エネルギー移動は、従来のものではなく一致したエネルギーギャップに基づいていますオーバーラップされたスペクトル。さらに、マウス皮膚で覆われたサンプルで5％未満の相対誤差を伴うin vitro定量的ドックスの視覚化を実現するために、Ytterbium（Yb3+）ドープYBNP@MNOXをNIR-II発光寿命センサーとして利用します。さらに、高酸化還元状態のHepG2細胞と腫瘍は、NIR-II発光寿命イメージングによって正確に区別されています。定量化された細胞内および腫瘍内グルタチオン（GSH）レベルは、市販のキットの結果と非常に一致しており、生物組織の信頼できる酸化還元視覚化能力を示しています。

Designing luminescence lifetime sensors in the second near-infrared (NIR-II) window is a great challenge due to the difficult structural construction. Here, we report a tumor redox responsive and easily synthesized material, amorphous manganese oxide (MnOx ) with indirect band gap of 1.02 eV, as an energy acceptor to build a luminescence resonance energy transfer (LRET) toolbox for universally regulating NIR-I to NIR-II luminescence lifetimes of lanthanide nanoparticles, in which energy transfer is based on matched energy gap instead of conventional overlapped spectra. We further utilize ytterbium (Yb3+ )-doped YbNP@MnOx as an NIR-II luminescence lifetime sensor to realize in vitro quantitative redox visualization with relative errors under 5 % in samples covered with mouse skin. Furthermore, HepG2 cells and tumors with high redox state have been accurately distinguished by NIR-II luminescence lifetime imaging. The quantified intracellular and intratumor glutathione (GSH) levels are highly consistent with the commercial kit results, illustrating the reliable redox visualization ability in biological tissue.