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저자정보
Liu Jiansheng (Zhuhai Hospital of Jinan University) Li Jiajia (Shanghai Eighth People’s Hospital) Zhang Shu (Zhuhai Hospital of Jinan University) Ding Mengbin (Donghua University) Yu Ningyue (Donghua University) Li Jingchao (Donghua University) Wang Xiuhui (Shanghai University) Li Zhaohui (Zhuhai Hospital of Jinan University)
저널정보
나노기술연구협의회 Nano Convergence Nano Convergence Vol.9 No.13
발행연도
2022.3
수록면
1 - 13 (13page)
DOI
10.1186/s40580-022-00304-y

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Infrared neural stimulation with the assistance of photothermal transducers holds great promise as a mini-invasive neural modulation modality. Optical nanoparticles with the absorption in the near-infrared (NIR) window have emerged as excellent photothermal transducers due to their good biocompatibility, surface modifiability, and tunable optical absorption. However, poor activation efficiency and limited stimulation depth are main predicaments encountered in the neural stimulation mediated by these nanoparticles. In this study, we prepared a targeted polydopamine (PDA)-coated gold (Au) nanoparticles with specific binding to thermo-sensitive ion channel as nanotransducers for second near-infrared (NIR-II) photo-stimulation of neurons in rats. The targeted Au nanoparticles were constructed via conjugation of anti-TRPV1 antibody with PEGylated PDA-coated Au nanoparticles and thus exhibited potent photothermal performance property in the second NIR (NIR-II) window and converted NIR-II light to heat to rapidly activate Ca 2+ influx of neurons in vitro. Furthermore, wireless photothermal stimulation of neurons in living rat successfully evoke excitation in neurons in the targeted brain region as deep as 5 mm beneath cortex. This study thus demonstrates a remote-controlled strategy for neuromodulation using photothermal nanotransducers.
#Gold nanoparticles #Polydopamine #Near-infrared #Neural stimulation #Photothermal transducers

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