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Bismuth-Loaded Poly(α-amino acid) Nanoparticles for CT and Fluorescence Bimodal Imaging

纳米颗粒 荧光 化学 荧光寿命成像显微镜 高分子化学 纳米技术 材料科学 化学工程 生物物理学 有机化学 光学 生物 物理 工程类
作者
Gege Peng,Guangyao Li,Fei Zhou,Tianlun Shen,Jiali Lyu,Ziyi Liu,Jun Ling,Jihong Sun
出处
期刊:Biomacromolecules [American Chemical Society]
卷期号:26 (3): 1873-1881 被引量:5
标识
DOI:10.1021/acs.biomac.4c01640
摘要

X-ray computed tomography (CT) offers high spatial resolution and deep tissue penetration, but its low sensitivity limits early disease diagnosis. In contrast, fluorescence imaging (FI) provides high sensitivity, suffering from poor spatial resolution and limited tissue penetration. Combining CT and FI creates a complementary imaging method. Herein, we report bismuth-loaded poly(α-amino acid) nanoparticles (abbreviated as Bi NPs including Bi@POS, Bi@POS-FITC, and Bi@POS-ICG) for CT and fluorescence bimodal imaging. Bi NPs exhibit superior X-ray attenuation and fluorescence emission properties by integrating bismuth complexes with fluorescent dyes, including fluorescein isothiocyanate (FITC) and indocyanine green (ICG). The catechol moieties in poly(α-amino acid)s not only chelate Bi3+ but also exhibit reactive oxygen and nitrogen species (RONS) scavenging activity. In vitro and in vivo experiments demonstrate that Bi NPs have superior bimodal imaging performance, significantly enhanced CT contrast, and prolonged fluorescence signals, suggesting their great potential as bimodal contrast agents for diagnosis applications.
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