近紅外二區(qū)小動(dòng)物活體成像系統(tǒng)的原理、優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用

近紅外二區(qū)小動(dòng)物活體成像系統(tǒng)：開(kāi)啟生物醫(yī)學(xué)研究新視野
         在生物醫(yī)學(xué)研究的廣袤領(lǐng)域中，小動(dòng)物活體成像技術(shù)宛如一座橋梁，連接著微觀的生物學(xué)機(jī)制與宏觀的生物體表現(xiàn)，為科研人員洞察生命奧秘提供了關(guān)鍵手段。而近紅外二區(qū)小動(dòng)物活體成像系統(tǒng)，作為其中的佼佼者，正憑借其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，掀起一場(chǎng)科研技術(shù)的革新風(fēng)暴。今天，就讓我們一同走進(jìn)這個(gè)神奇的成像世界，探尋其究竟。

一、傳統(tǒng)成像的困境與近紅外二區(qū)的崛起
         以往，傳統(tǒng)的熒光成像主要處于可見(jiàn)光波段（400-760nm），但生物組織在這個(gè)波段存在嚴(yán)重的自身熒光，對(duì)光子的吸收和散射作用也較強(qiáng)，導(dǎo)致成像的信噪比和穿透深度較低，一般只能達(dá)到1-2mm，難以獲取活體動(dòng)物體內(nèi)深層組織的生物信息。后來(lái)，成像窗口擴(kuò)展到近紅外一區(qū)（760-900nm），情況雖有改善，可仍無(wú)法滿(mǎn)足臨床應(yīng)用的高要求。 
         直到2009年，Welsher等通過(guò)檢測(cè)“交換”單壁碳納米管的固有近紅外光致發(fā)光，首次實(shí)現(xiàn)了大于1000nm的近紅外活體熒光成像，近紅外二區(qū)（900-1880nm）活體熒光成像從此成為科研界的焦點(diǎn)。相比之前的成像波段，近紅外二區(qū)由于光子波長(zhǎng)更長(zhǎng)，極大地抑制了光在生物組織內(nèi)傳播時(shí)的吸收和散射作用，生物組織的自身熒光也顯著下降，成像深度大大提高，分辨率和信噪比也更出色，讓科研人員能夠更清晰地監(jiān)測(cè)活體動(dòng)物體內(nèi)深層組織的生物信息。 

二、近紅外二區(qū)小動(dòng)物活體成像系統(tǒng)的工作原理與技術(shù)亮點(diǎn)
1.工作原理：基于熒光成像的基本原理，該系統(tǒng)采用反射型成像方式。將注射了熒光試劑或染料的活體小動(dòng)物固定在恒溫臺(tái)上，通過(guò)麻醉面罩持續(xù)麻醉，確保其生命體征穩(wěn)定。外界激發(fā)光源照射小動(dòng)物，使其體內(nèi)的熒光物質(zhì)發(fā)射出熒光信號(hào)。這些信號(hào)經(jīng)過(guò)生物組織的吸收和散射后到達(dá)組織表面，再依次通過(guò)發(fā)射濾光片和鏡頭，最終被探測(cè)器接收，傳入電腦處理后得到清晰的熒光圖像。 2.技術(shù)亮點(diǎn)
- 高靈敏度探測(cè)器：能夠捕捉到極其微弱的熒光信號(hào)，哪怕是單分子級(jí)別的信號(hào)也逃不過(guò)它的“眼睛”，為科研提供高精度的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
- 多激發(fā)波長(zhǎng)選擇：配備多種激發(fā)波長(zhǎng)，如808nm、980nm、1064nm等，科研人員可以根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)需求和熒光探針特性靈活切換，實(shí)現(xiàn)多樣化的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
- 寬視野與顯微視野切換：成像視野可通過(guò)軟件輕松控制電動(dòng)切換，既能進(jìn)行大面積的寬視野觀察，把握整體生物現(xiàn)象；又能切換到顯微視野，聚焦于細(xì)微之處，對(duì)特定區(qū)域進(jìn)行高分辨率成像。
- 電動(dòng)濾光片輪：可快速切換發(fā)射波長(zhǎng)濾光片，大大提高了實(shí)驗(yàn)效率，讓科研人員能夠更便捷地獲取不同波長(zhǎng)下的熒光圖像。
- 全英文操作軟件：操作軟件不僅功能豐富，涵蓋圖像獲取、處理、分析等多種功能，而且界面互動(dòng)友好，即便是新手也能快速上手，流暢地完成實(shí)驗(yàn)操作。

三、應(yīng)用領(lǐng)域與科研成果
1.腫瘤研究：在腫瘤研究領(lǐng)域，近紅外二區(qū)小動(dòng)物活體成像系統(tǒng)發(fā)揮著無(wú)可替代的作用。它能夠?qū)崟r(shí)高分辨追蹤腫瘤血管形貌，為抗腫瘤新生血管療法的開(kāi)發(fā)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)；還能對(duì)腫瘤的發(fā)生、生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，幫助科研人員深入了解腫瘤的發(fā)展機(jī)制，為癌癥的早期診斷和治療方案的優(yōu)化提供有力支持。例如，通過(guò)特定熒光探針標(biāo)記腫瘤細(xì)胞，科研人員可以清晰地觀察到腫瘤細(xì)胞在小鼠體內(nèi)的擴(kuò)散路徑和轉(zhuǎn)移情況，為攻克癌癥這一難題提供寶貴的研究資料。 2.藥物開(kāi)發(fā)與藥效評(píng)價(jià)：在藥物研發(fā)過(guò)程中，該系統(tǒng)可用于監(jiān)測(cè)藥物在動(dòng)物體內(nèi)的代謝過(guò)程、分布情況以及對(duì)靶器官的作用效果。通過(guò)對(duì)藥物治療效果的實(shí)時(shí)評(píng)估，科研人員能夠快速篩選出有效的藥物候選物，優(yōu)化藥物配方和給藥方案，大大縮短藥物研發(fā)周期，降低研發(fā)成本。比如，在測(cè)試一款新型抗癌藥物時(shí)，利用成像系統(tǒng)可以直觀地看到藥物在小鼠體內(nèi)是否成功到達(dá)腫瘤部位，以及對(duì)腫瘤細(xì)胞的抑制作用，從而判斷藥物的有效性和安全性。
3.神經(jīng)系統(tǒng)研究：近紅外二區(qū)成像能夠穿透顱骨，對(duì)腦部血管、顱內(nèi)腫瘤、中風(fēng)區(qū)域等腦部病變進(jìn)行實(shí)時(shí)成像。這為神經(jīng)系統(tǒng)疾病的研究開(kāi)辟了新的途徑，科研人員可以借助該技術(shù)深入探究腦部疾病的發(fā)病機(jī)制，開(kāi)發(fā)新的治療方法。例如，在研究中風(fēng)疾病時(shí)，通過(guò)成像系統(tǒng)觀察小鼠腦部血管在中風(fēng)前后的變化，有助于揭示中風(fēng)的病理過(guò)程，為中風(fēng)的治療提供新的思路和靶點(diǎn)。 4.干細(xì)胞與細(xì)胞治療研究：通過(guò)特定探針標(biāo)記干細(xì)胞或CAR-T細(xì)胞，利用近紅外二區(qū)高穿透深度及高分辨率的優(yōu)勢(shì)，可以對(duì)這些細(xì)胞在活體動(dòng)物體內(nèi)的分布、分化及代謝進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤，為細(xì)胞治療藥物的開(kāi)發(fā)提供重要依據(jù)。這對(duì)于推動(dòng)細(xì)胞治療技術(shù)的發(fā)展，攻克更多疑難病癥具有重要意義。比如，在干細(xì)胞治療心肌梗死的研究中，成像系統(tǒng)可以幫助科研人員了解干細(xì)胞在心肌組織中的存活、分化情況，評(píng)估治療效果，為臨床應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。 
四、上海數(shù)聯(lián)生物的近紅外二區(qū)小動(dòng)物活體成像系統(tǒng)
         上海數(shù)聯(lián)生物科技有限公司專(zhuān)注于小動(dòng)物活體熒光影像儀器的研發(fā)與生產(chǎn)，其推出的近紅外二區(qū)小動(dòng)物活體成像系統(tǒng)，憑借卓越的性能和穩(wěn)定的質(zhì)量，贏得了眾多科研機(jī)構(gòu)和高校的青睞。數(shù)聯(lián)生物擁有一支由30余人組成的高素質(zhì)團(tuán)隊(duì)，其中98%的成員擁有博士和碩士學(xué)歷，強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力為產(chǎn)品的不斷創(chuàng)新和優(yōu)化提供了堅(jiān)實(shí)保障。公司的用戶(hù)遍布中國(guó)、美國(guó)、歐洲等國(guó)家和地區(qū)的著名高校、科研機(jī)構(gòu)和醫(yī)院，為全球科研事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)著自己的力量。 
         數(shù)聯(lián)生物的近紅外二區(qū)小動(dòng)物活體成像系統(tǒng)在技術(shù)上不斷突破，具備高靈敏度、高分辨率、大視野等諸多優(yōu)勢(shì)，能夠滿(mǎn)足不同科研場(chǎng)景的需求。無(wú)論是基礎(chǔ)科研中的生物學(xué)機(jī)制探索，還是臨床前研究中的藥物開(kāi)發(fā)和疾病模型構(gòu)建，都能為科研人員提供精準(zhǔn)、可靠的數(shù)據(jù)支持。