KCI등재
SCIE
P800SO3-PEG: a renal clearable bone-targeted fluorophore for theranostic imaging
저자
Haoran Wang (Wuya College of Innovation, Shenyang Pharmaceutical University, Shenyang, China.) ; 강호만 (Harvard Medical School) ; Jason Dinh (Massachusetts General Hospital and Harvard Medical School, Boston, MA, USA) ; Shinya Yokomizo (Massachusetts General Hospital and Harvard Medical School, Boston, MA, USA) ; Wesley R. Stiles (Massachusetts General Hospital and Harvard Medical School, Boston, MA, USA) ; Molly Tully (Massachusetts General Hospital and Harvard Medical School, Boston, MA, USA) ; Kevin Cardenas (Massachusetts General Hospital and Harvard Medical School, Boston, MA, USA) ; Surbhi Srinivas (Massachusetts General Hospital and Harvard Medical School, Boston, MA, USA) ; Jason Ingerick (Massachusetts General Hospital and Harvard Medical School, Boston, MA, USA) ; Sung Ahn (Massachusetts General Hospital and Harvard Medical School, Boston, MA, USA) ; Kai Bao (Massachusetts General Hospital and Harvard Medical School) ; 최학수 (사단법인 김해하버드바이오이미징센터)
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학술지명
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발행연도
2022
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English
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등재정보
KCI등재,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
955-968(14쪽)
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Background: Due to the deep tissue penetration and reduced scattering, NIR-II fluorescence imaging is advantageous over conventional visible and NIR-I fluorescence imaging for the detection of bone growth, metabolism, metastasis, and other bone-related diseases. Methods: Bone-targeted heptamethine cyanine fluorophores were synthesized by substituting the meso-carbon with a sulfur atom, resulting in a bathochromic shift and increased fluorescence intensity. The physicochemical, optical, and thermal stability of newly synthesized bone-targeted NIR fluorophores was performed in aqueous solvents. Calcium binding, bone-specific targeting, biodistribution, pharmacokinetics, and 2D and 3D NIR imaging were performed in animal models. Results: The newly synthesized S-substituted heptamethine fluorophores demonstrated a high affinity for hydroxyapatite and calcium phosphate, which improved bone-specific targeting with signal-background ratios > 3.5. Particularly, P800SO3-PEG showed minimum nonspecific uptake, and most unbound molecules were excreted into the urinary bladder. Histological analyses demonstrated that P800SO3-PEG remained stable in the bone for over two weeks and was incorporated into bone matrices. Interestingly, the flexible thiol ethylene glycol linker on P800SO3-PEG induced a promising photothermal effect upon NIR laser irradiation, demonstrating potential theranostic imaging. Conclusions: P800SO3-PEG shows a high affinity for bone tissues, deeper tissue imaging capabilities, minimum nonspecific uptake in the major organs, and photothermal effect upon laser irradiation, making it optimal for bonetargeted theranostic imaging.
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