Angew. Chem. ：可远程非接触反复充能的余晖纳米探针用于巨噬细胞机器人的长时程体内示踪

上世纪50年代，理查德·费曼提出了使用微/纳机器人（Micro-/nanorobots，MNRs）治疗疾病的构想。而在电影《梦幻之旅》和《终结者》中也描述了MNRs进入人体血管进行主动靶向运输、跨越生物屏障、执行细胞手术和其他生物医学任务的场景。近年来，微/纳机器人（Micro-/nanorobots，MNRs）的飞速发展，在生物医学领域展现出了巨大的应用潜力。但是，如何在体内长时程的对MNRs进行定位与示踪面对巨大挑战。

近几年来，多种基于有机材料的光致余辉探针被相继研发并广泛用于肿瘤精准诊断、治疗药物监测以及术中影像指导等。为MNRs的长时程示踪提供了新的选择。近日，中国科学院深圳先进技术研究院蔡林涛研究员团队张鹏飞副研究员、龚萍研究员和土耳其科奇大学 (Koc University) Safacan Kolemen教授合作，通过将疏水化亚甲基蓝光敏剂和余辉底物共同封装在脂质胶束纳米粒中，构建了一种可被660nm红光激活的近红外光致余辉纳米探针（Nanotroch）。通过优化光敏剂和余辉底物的比例，可使余辉发光时长达250小时（10天以上）。更重要的是，该余辉纳米探针在体内可以通过近红外光远程进行充能，进一步延长了其在体内示踪的时间与灵活性。研究人员成功将其用于磁控巨噬细胞微/纳机器人的活体示踪，并达到了预期效果。

研究人员首先通过在亚甲基蓝类似结构的光敏剂上修饰疏水氟代烷烃链，并与余辉底物SA570共组装，形成190nm左右的纳米颗粒。在体外验证了其长余辉性能（持续发光时间达250小时）和反复充电性能（充电5次仍可以保持原有的发光强度）。将纳米颗粒注射在小鼠体内，一方面由于不需要持续光照激发，可实现无背景的高对比度成像。另外，由于采用近红外光充能，可实现非接触远程对体内的纳米颗粒进行再激活过程，延长成像时间。

研究人员进一步构建了磁驱动巨噬细胞微纳机器人。并利用巨噬细胞吞噬作用定值纳米探针，在磁场驱动下对巨噬细胞微纳机器人进行运动控制。并利用纳米探针的长余辉信号对机器人的位置进行了定位。

中国科学院深圳先进技术研究院蔡林涛研究员团队长期开展基于细胞的微纳机器人的构建及其用于药物递送方面的研究。在该工作中，研究人员开发了可远程近红外光反复充能的长余辉纳米探针，并成功将其用于微纳机器人的体内示踪，为在深部组织中对微/纳机器人进行跟踪和操控提供了新的工具。

论文信息

Rechargeable Afterglow Nanotorches for In Vivo Tracing of Cell-Based Microrobots

Gongcheng Ma, Musa Dirak, Zhongke Liu, Daoyong Jiang, Yue Wang, Chunbai Xiang, Yuding Zhang, Yuan Luo, Ping Gong, Lintao Cai, Safacan Kolemen, Pengfei Zhang

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202400658