内容提要

原代神经细胞的实时成像对于监测神经元活动至关重要，特别是具有良好生物相容性的多尺度和多功能成像。多尺度成像可以提供从纳米尺度到毫米尺度的细胞结构和功能的见解。多功能成像可以监测大脑的不同活动。然而，由于缺乏具有高信本比、水溶性、多尺度和多功能成像能力的染料，这仍然是一个挑战。在这项研究中，我们提出了一种具有近红外(NIR)发射(>700 nm)的神经染料，可以在不到1分钟的时间内实现对初级神经元成像的超快速染色。该染料不仅可以实现从神经突、神经膜、单个神经元到全脑的多尺度神经活细胞成像，还可以实现突触囊泡和膜电位变化的监测和定量等多功能成像。我们还探索了这种近红外神经染料在脑切片和活脑染色方面的潜力。与商业染料相比，近红外神经染料与神经膜的结合性能更好，从而实现了多尺度和多功能的脑神经成像。总之，我们的发现通过开发一类小分子染料，在神经成像染料方面取得了重大突破。