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High-Resolution Shortwave Infrared Imaging of Vascular Disorders Using Gold Nanoclusters

  • We synthesized a generation of water-soluble, atomically precise gold nanoclusters (Au NCs) with anisotropic Surface containing a short dithiol pegylated chain (AuMHA/TDT). The AuMHA/TDT exhibit a high brightness (QY ∼ 6%) in the shortwave infrared (SWIR) spectrum with a detection above 1250 nm. Furthermore, they show an extended half-life in blood (t1/2ß = 19.54 ± 0.05 h) and a very weak accumulation in organs. We also developed a non-invasive, whole-body vascular imaging system in the SWIR window with high-resolution, benefiting from a series of Monte Carlo image processing. The imaging process enabled to improve contrast by 1 order of magnitude and enhance the spatial Resolution by 59%. After systemic administration of these nanoprobes in mice, we can quantify vessel complexity in depth (>4 mm), allowing to detect very subtle vascular disorders non-invasively in bone morphogenetic protein 9 (Bmp9)-deficient mice. The combination of these anisotropic surface charged Au NCs plus anWe synthesized a generation of water-soluble, atomically precise gold nanoclusters (Au NCs) with anisotropic Surface containing a short dithiol pegylated chain (AuMHA/TDT). The AuMHA/TDT exhibit a high brightness (QY ∼ 6%) in the shortwave infrared (SWIR) spectrum with a detection above 1250 nm. Furthermore, they show an extended half-life in blood (t1/2ß = 19.54 ± 0.05 h) and a very weak accumulation in organs. We also developed a non-invasive, whole-body vascular imaging system in the SWIR window with high-resolution, benefiting from a series of Monte Carlo image processing. The imaging process enabled to improve contrast by 1 order of magnitude and enhance the spatial Resolution by 59%. After systemic administration of these nanoprobes in mice, we can quantify vessel complexity in depth (>4 mm), allowing to detect very subtle vascular disorders non-invasively in bone morphogenetic protein 9 (Bmp9)-deficient mice. The combination of these anisotropic surface charged Au NCs plus an improved SWIR imaging device allows a precise mapping at high-resolution and an in depth understanding of the organization of the vascular network in live animals.zeige mehrzeige weniger

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  • Yu_ACS Nano_2020_High-Resolution Shortwave Infrared Imaging.pdf
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Autor*innen:Z. Yu, B. Musnier, Karl David WegnerORCiD, M. Henry, B. Chovelon, A. Desroches-Castan, A. Fertin, Ute Resch-GengerORCiD, S. Bailly, J.-L. Coll, Y, Usson, V. Josserand, X. Le Gúevel
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):American Chemical Society
Jahr der Erstveröffentlichung:2020
Organisationseinheit der BAM:1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.2 Biophotonik
Verlag:ACS Publication
Jahrgang/Band:14
Ausgabe/Heft:4
Erste Seite:4973
Letzte Seite:4981
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Decay kinetics; Fluorescence; Lifetime; Ligand; Mechanism; Metal cluster; NIR; Nanoparticle; Nanosensor; Photophysics; Quantum yield; SWIR; Size; Surface chemistry
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Nano
Umwelt
Umwelt / Sensorik
DOI:10.1021/acsnano.0c01174
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:20.04.2020
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:20.04.2020
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