近紅外二區(qū)活體寬場熒光成像系統(tǒng)的原理、優(yōu)勢及應(yīng)用

         在生物醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域，近紅外二區(qū)活體寬場熒光成像系統(tǒng)正逐漸嶄露頭角，成為科研人員探索生命奧秘的得力助手。今天，就帶大家深入了解一下這項前沿技術(shù)。

一、近紅外二區(qū)成像的獨特優(yōu)勢
         傳統(tǒng)的生物成像窗口主要集中在可見光和近紅外一區(qū)，然而這些波段在成像時存在諸多限制。光在生物組織中傳播時，會受到吸收和散射作用的影響，導(dǎo)致成像深度有限，圖像的信背比不理想，成像對象常常局限于細(xì)胞及厚度較薄的組織樣品。而且，生物組織的自發(fā)熒光會成為圖像背景干擾，降低圖像信背比，使目標(biāo)信號的清晰度下降。此外，較短波長的激發(fā)光光子能量更高，安全閾值較低，過強(qiáng)的激發(fā)光可能會對生物組織造成損傷。
         近紅外二區(qū)（900-1880 nm）熒光成像則有效克服了這些問題。由于其波長較長，光在生物組織中的散射和吸收顯著減少，從而能夠?qū)崿F(xiàn)更深的組織穿透。同時，近紅外二區(qū)熒光成像的背景干擾更小，能夠提供更高的信背比和空間分辨率，讓我們可以更清晰地觀察生物體內(nèi)的微觀結(jié)構(gòu)和生理過程。 

二、近紅外二區(qū)活體寬場熒光成像系統(tǒng)的工作原理
         該成像系統(tǒng)主要包括信號激發(fā)、信號收集和信號探測三個關(guān)鍵組件。當(dāng)在細(xì)胞或組織中加入近紅外二區(qū)熒光探針標(biāo)記物后，特定波長的光源經(jīng)由激發(fā)光路照射標(biāo)記物，使其發(fā)出熒光。激發(fā)的熒光信號通過發(fā)射光路進(jìn)行收集、分光、過濾和聚焦，然后進(jìn)入光電探測器。光電探測器將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，并進(jìn)行放大、分析處理，最終生成可供觀察和分析的圖像。
三、系統(tǒng)特點與應(yīng)用領(lǐng)域
（一）高分辨率與大深度成像
         近紅外二區(qū)活體寬場熒光成像系統(tǒng)能夠在高分辨率下實現(xiàn)大深度組織成像，這對于研究深層組織的生理和病理過程具有重要意義。在腫瘤研究中，可以清晰地觀察腫瘤的生長、轉(zhuǎn)移以及腫瘤血管的生成情況，為腫瘤的早期診斷和治療提供有力依據(jù)。在神經(jīng)科學(xué)研究中，能夠穿透顱骨對大腦深部的神經(jīng)元活動進(jìn)行成像，幫助我們深入了解大腦的功能和神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)病機(jī)制。
（二）實時動態(tài)監(jiān)測
         該系統(tǒng)可以對生物體內(nèi)的動態(tài)過程進(jìn)行實時監(jiān)測，比如藥物在體內(nèi)的代謝過程、血液流動情況等。通過實時獲取這些信息，科研人員可以更好地研究藥物的療效和作用機(jī)制，以及心血管系統(tǒng)的生理功能。 （三）多模態(tài)成像潛力
         近紅外二區(qū)活體寬場熒光成像系統(tǒng)還具有與其他成像技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)多模態(tài)成像的潛力。與光聲成像結(jié)合，可以同時獲取組織的光學(xué)和聲學(xué)信息，提高對生物組織的識別和診斷能力；與磁共振成像（MRI）結(jié)合，則能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)信息和功能信息融合，為醫(yī)學(xué)研究和臨床診斷提供更全面、準(zhǔn)確的信息。 

四、上海數(shù)聯(lián)生物在近紅外二區(qū)成像領(lǐng)域的探索
         上海數(shù)聯(lián)生物一直致力于生物醫(yī)學(xué)成像技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新，在近紅外二區(qū)活體寬場熒光成像系統(tǒng)方面取得了一系列成果。我們的團(tuán)隊不斷優(yōu)化成像系統(tǒng)的性能，提高其分辨率、靈敏度和穩(wěn)定性，同時積極探索該技術(shù)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用。
         在科研合作方面，我們與多所高校和科研機(jī)構(gòu)建立了緊密的合作關(guān)系，共同開展近紅外二區(qū)成像技術(shù)在腫瘤、神經(jīng)科學(xué)、心血管疾病等領(lǐng)域的研究。通過產(chǎn)學(xué)研合作，加速了技術(shù)的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用，為生物醫(yī)學(xué)研究提供了更先進(jìn)的工具和解決方案。