近日，中国科学院精密测量院研究团队在多模态成像领域取得新进展。研究团队通过对光敏分子aza-BODIPY进行氟化改造，并结合氟相共组装策略，构建了一种乏氧响应型多模态成像体系，实现了氟-19磁共振成像（¹⁹F MRI）、近红外二区荧光成像（NIR-II FLI）和光声成像（PAI）的协同应用，为深部肿瘤的精准成像提供了新的解决方案。相关研究成果发表在《先进科学》上。

(A) OFBD和还原态FBD的分子结构与氟谱；(B) OFBD纳米乳在小鼠体内的¹⁹F MRI/NIR-II FLI/PAI多模态成像；(C) PAI 与哌莫硝唑染色反映肿瘤乏氧程度。精密测量院供图

据介绍，针对深部肿瘤成像中普遍存在的信号穿透能力有限、背景干扰强以及难以精确定量等关键问题，研究团队从源头进行分子设计，构建了多功能分子氟化aza-BODIPY（OFBD），用于实现深部肿瘤的精准成像与治疗。团队对光敏分子aza-BODIPY骨架进行了双重功能改造：一方面引入氮氧盐基团，赋予分子在乏氧微环境中的特异性响应功能；另一方面引入含9个等价氟原子的全氟叔丁基，获得单一且可定量的19F磁共振信号，避免了多氟体系中常见的多峰信号与化学位移伪影。

研究团队进一步提出氟相共组装策略，使OFBD分子在液态氟碳化合物环境中形成有序的J-聚集态。该体系不仅将荧光发射波长延伸至近红外二区（可达1200 nm），提升了荧光成像的组织穿透能力，而且确保了所有氟原子处于等价的化学环境，实现统一的¹⁹F磁共振信号与100%的氟原子利用度。此外，OFBD在肿瘤乏氧微环境中可特异性激活光声信号（870 nm），解决了肿瘤乏氧环境成像的难题。

作为光敏分子，OFBD在乏氧条件下表现出由光动力效应向光热效应占优的转变，有效缓解了肿瘤乏氧对传统光动力治疗疗效的限制。结合多模态成像结果，在探针于肿瘤部位达到最大累积时施加激光照射，可实现高效的肿瘤消融。

相关专家介绍，该研究以功能分子构建和聚集态调控为核心，为深部肿瘤的精准成像和可视化治疗提供了新的设计范式。

相关文章链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202521886