谷胱甘肽覆蓋的金納米團簇(AuNCs，特別是Au25(SG)18)在體外表現(xiàn)出與羥基磷灰石的**結(jié)合能力。進一步的體內(nèi)NIR-II熒光成像表明，它們在骨組織中積累，具有較高的對比度和信號背景比。金納米團簇也主要和快速地從體內(nèi)通過腎臟系統(tǒng)排出，顯示出優(yōu)秀的肋骨和胸椎成像，因為肝臟和脾臟沒有背景信號。在NIR-II成像中，金納米團簇的深層組織穿透能力和高分辨率使其在熒光引導(dǎo)下的手術(shù)如脊柱椎弓根螺釘植入方面具有巨大的潛力。Au25(SG)18可以成為一種新的NIR-II探針用于骨成像。

圖a是金25(SG)18靶向骨的方案，清除途徑和潛在應(yīng)用。表明Au25(SG)18的超微小尺寸處于腎可排泄閾值之下，[11,12,17]使其能迅速從腎系統(tǒng)排出，在肝臟和脾臟等RES中的積累很少。圖b顯示紫外-可見吸收光譜在450nm和670nm處清楚地顯示了兩個特征峰，這證實了合成的AuNCS是谷硫磷的Au25團簇。圖cd為透射電子顯微鏡(TEM)圖像，這些AuNCS的核心尺寸為（3.30±0.82）nm，小于6nm的金屬基納米粒子腎清除的大小閾值。圖e表明磷酸鹽緩沖鹽水(PBS)中AuNCS的水動力直徑約為3.45nm。圖f是在808nm激發(fā)下，發(fā)射中心在1050nm處顯示了發(fā)射光譜。

圖a是與AuNCS孵育2h后，HA沉淀劑表現(xiàn)出明顯的熒光。圖b說明隨著AuNCS濃度的增加，沉淀劑的熒光強度也增加，表明AuNCS與HA之間的結(jié)合與AuNCS濃度有關(guān)。圖c是與HA孵育后，AuNCS上清液的熒光強度降低，表明AuNCS與HA結(jié)合。圖d是在0.6mgmL?1濃度的AuNC組中，熒光強度僅下降20%，表明20%的AuNCS與HA結(jié)合。圖e是用Langmuir結(jié)合等溫線法進行的理論估計表明，AuNCS的較大結(jié)合能力為每mgHA(R2=0.94)46.32μg，表明AuNCS與HA具有較高的結(jié)合能力。圖f是PBS漂洗后沉淀的歸一化熒光逐漸減弱，AuNCS與HA部分可逆結(jié)合。圖g是沉淀劑的近紅外-II強度表明，EDTA螯合預(yù)先禁止吸附不同重量的HA(1.0、2.0、4.0和6.0mg)和AuNCS(0.1mgmL?1），預(yù)孵化EDTA的HA的沉淀劑熒光強度下降到不含EDTA的≈60。圖h是上清液，上清液熒光強度呈相反的趨勢，表明較少的游離鈣原子導(dǎo)致上清液中留下更多的游離AuNCS。圖i是將AuNCS(0.5mgmL?1)與新收獲的骨骼（包括脊柱、顱骨和肋骨）孵育24h(暴露時間300ms)，熒光增強到較大強度。

圖a是對C57BL/6小鼠(n=6)進行俯臥姿勢全身熒光成像，發(fā)現(xiàn)在注射后8.5分鐘，檢測胸、腰、膝、骨盆等部位的AuNCS上移。圖b是定量分析脊柱較大強度與周圍軟組織的信號比值。在42秒后，SBR為2.11，在24小時內(nèi)AuNCS達到4.35的峰值，然后，它逐漸減少，達到1.35，即使在14天，表明AuNCS部分消除在骨骼。圖c d e完整皮膚下可見脛骨，腳趾（俯臥)，鼻骨，上頜骨，下頜骨，胸骨(腹側(cè)），肋骨(外側(cè)）AuNCs注射后8.3小時。肋骨在**的成像中沒有肝臟熒光的干擾。圖f是肋骨的半高寬分析，肋骨半較大值（半高寬）的平均全寬度為0.99±0.16mm。

為了找出骨中哪些成分是AuNCS的靶點，對骨進行了體內(nèi)熒光成像。

圖a是注射AuNCs12小時后，白光成像在收獲的體外，背側(cè)圖像代表無皮膚的身體（左），沿長軸矢狀尖切后獲得脊柱矢狀面（中），無肌肉膝關(guān)節(jié)包括股骨和脛骨的小部分（右）。圖b是上述骨骼的NIR-II熒光成像。如圖4a，b所示，去除皮膚后，小鼠在脊柱過程、椎體、肋骨等中表現(xiàn)出非常強的NIR-II熒光。圖c是近紅外-I熒光成像，由于成像深度有限，近紅外-I熒光左圖成像顯示沒有熒光。圖d是加入AuNCs24小時后，通過NIR-II成像，無皮膚小鼠在幾乎所有的骨結(jié)構(gòu)中都表現(xiàn)出清晰的熒光。圖e是去除椎旁肌肉后，發(fā)現(xiàn)脊柱足柱變得更加清晰，顯示出連接脊柱和后骨結(jié)構(gòu)的強骨礦物結(jié)構(gòu)。進一步分析了木材踏板FWHM和SBR的橫截面強度分布。圖f是無肌肉脊柱彎曲模擬脊柱側(cè)彎，沿水平儀顯示熒光可鑒別椎弓根和椎管。

Au25(SG)18具有以下優(yōu)點：（1)與骨組織的高結(jié)合使AuNCS具有潛在的診斷和**效果；（2)AuNCS NIR-II熒光成像的深度和高分辨率揭示了AuNCS對骨骼的靶向傳遞和其他脊柱熒光引導(dǎo)的手術(shù)應(yīng)用，如脊柱椎弓根螺釘植入；（3)針對骨的新機制，而不是雙膦酸鹽結(jié)合策略，使AuNCS從骨骼中部分消除，并減少長期副作用；（4)腎系統(tǒng)快速消除，不干擾肝脾，生物耐受性好，Au25(SG)18是一種很有前途的骨靶向NIR-II探針。

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zzj2021.3.1