近年來(lái)，具有高的生物組織穿透深度的近紅外光被廣泛的應(yīng)用于各種生物成像中。相比于可見(jiàn)光（450-650 nm）與近紅外一區(qū)光（650-950 nm，NIR-I），近紅外二區(qū)光（950-1700 nm，NIR-II）在生物組織內(nèi)的受到的吸收和散射更小，且生物組織的背景熒光更弱。這使得基于NIR-II區(qū)的生物成像技術(shù)備受關(guān)注。其中，相比于其它成像技術(shù)，光學(xué)相干層析成像（Optical Coherence Tomography，OCT）具有無(wú)損、成像深度大、以及成像分辨率高等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)診斷和研究。然而，由于生物組織的折射率差別較小，使得OCT成像質(zhì)量的對(duì)比度較低，限制了其成像靈敏度。提升OCT成像質(zhì)量的一個(gè)**途徑是添加具有高光散射截面的外源造影劑。等離激元（Surface Plasmon：SP）金屬納米結(jié)構(gòu)處于共振激發(fā)時(shí)，表現(xiàn)出高的光散射截面，使其成為了備受關(guān)注的NIR-II區(qū)OCT造影劑。目前，用于NIR-II區(qū)OCT造影劑的SP納米結(jié)構(gòu)主要以金納米結(jié)構(gòu)為主（如金納米棒、金納米殼、金三角板、金納米環(huán)和金納米雙錐等）。與同尺寸的金納米結(jié)構(gòu)相比，銀納米結(jié)構(gòu)具有更窄的SP共振峰寬和更高的光散射截面，使其在做為OCT成像造影劑方面具有更大的優(yōu)勢(shì)。然而，目前已有的銀納米結(jié)構(gòu)的SP共振峰位很難調(diào)節(jié)至NIR-II區(qū)。另一方面，銀納米結(jié)構(gòu)的細(xì)胞毒性和不穩(wěn)定性，更是限制了其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。

針對(duì)上述問(wèn)題，中國(guó)中山大學(xué)電子與信息工程學(xué)院鄧少芝教授研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)兩步濕法化學(xué)生長(zhǎng)法，制備了一種高長(zhǎng)徑比（> 8）的SP銀納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)（AgNR@mSiO₂）。該異質(zhì)結(jié)構(gòu)為核殼結(jié)構(gòu)：由外延生長(zhǎng)于金納米雙錐的銀納米棒做為核、由均勻的介孔二氧化硅包覆層做為殼層。由于其高的長(zhǎng)徑比，該異質(zhì)結(jié)構(gòu)的SP共振峰位于1330 nm，并表現(xiàn)出大的光散射截面（3.7×10⁵ nm²），為目前已報(bào)道的OCT納米造影劑的**值。同時(shí)，介孔二氧化硅殼層的存在，隔絕了銀納米棒與外界環(huán)境的接觸，使得異質(zhì)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出優(yōu)良的生物相容性和穩(wěn)定性。在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)與中山大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院周建華教授課題組展開(kāi)合作，將AgNR@mSiO₂納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)做為造影劑，應(yīng)用于OCT增強(qiáng)成像。體外模型成像的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在中心波長(zhǎng)為1310 nm的成像激光照明下，AgNR@mSiO₂納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)可**提高OCT的成像對(duì)比度與成像深度。進(jìn)一步，由于該異質(zhì)結(jié)構(gòu)優(yōu)秀的生物相容性，采用魚(yú)眼和雞動(dòng)脈血管做為體內(nèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ�，同樣獲得了**的NIR-II區(qū)OCT成像。

研究者相信，此項(xiàng)研究展示了銀基SP納米結(jié)構(gòu)作為NIR-II區(qū)OCT成像造影劑的優(yōu)勢(shì)，從而為發(fā)展基于散射成像的NIR-II區(qū)**成像造影劑提供了新的思路。相關(guān)論文在線(xiàn)發(fā)表在Advanced Optical Materials (DOI: 10.1002/adom.202000384)上。