隨著生物醫(yī)學研究和臨床診療技術(shù)的不斷發(fā)展,近紅外二區(qū)(NIR-II,Near-Infrared Region II)活體成像技術(shù)在過去的十年里取得了顯著的突破,并展現(xiàn)出在體內(nèi)深層組織成像、疾病診斷以及藥物療效監(jiān)測等方面的巨大潛力。這項技術(shù)利用了近紅外光譜中1000-1700納米波長范圍的優(yōu)勢,包括較低的組織吸收、散射以及自發(fā)熒光背景,從而提高了成像的深度和分辨率。
進展概述
自2009年NIR-II成像概念提出以來,科研人員針對光源開發(fā)、熒光探針設(shè)計、成像系統(tǒng)優(yōu)化等方面做出了深入的研究:
1.光源與探測器的發(fā)展:連續(xù)可調(diào)諧激光器和超靈敏探測器的研發(fā),使得NIR-II區(qū)域的激發(fā)和檢測更為高效,為高信噪比成像提供了基礎(chǔ)。
2.新型熒光探針的創(chuàng)新:量子點、上轉(zhuǎn)換納米粒子、碳納米管及二維材料等被成功應用于NIR-II成像,這些新型熒光探針不僅具有優(yōu)異的光學性質(zhì),而且可以通過表面修飾實現(xiàn)特異性靶向,在腫瘤細胞、血管系統(tǒng)乃至神經(jīng)網(wǎng)絡的可視化方面表現(xiàn)很不錯。
3.多模態(tài)成像融合:NIR-II成像與磁共振成像(MRI)、光聲成像(PAI)等其他成像技術(shù)結(jié)合,形成多模態(tài)成像平臺,提供更加精細的生理信息。
應用領(lǐng)域拓展
在實際應用中,NIR-II活體成像技術(shù)的應用廣泛而深入:
-腫瘤診療:通過設(shè)計靶向性熒光探針,能夠在早期階段準確地定位微小腫瘤和轉(zhuǎn)移灶,對腫瘤生長、侵襲及治療效果進行實時評估。
-血管造影:用于血管生成研究和血流動力學分析,特別是在腦部和心臟等復雜血管系統(tǒng)的非侵入性可視化中發(fā)揮重要作用。
-藥物輸送監(jiān)測:追蹤載藥納米顆粒在體內(nèi)的分布、轉(zhuǎn)運及代謝過程,有助于個性化藥物釋放策略的設(shè)計和優(yōu)化。
-免疫細胞追蹤:標記免疫細胞以揭示其在炎癥反應、免疫療法中的遷移路徑和動態(tài)行為。
近紅外二區(qū)活體成像技術(shù)將繼續(xù)受益于新材料科學、光學工程和生物醫(yī)學工程等交叉學科的協(xié)同創(chuàng)新,有望在更多生命科學問題中扮演關(guān)鍵角色,推動精準醫(yī)療和個性化治療方案的實施。同時,該技術(shù)的安全性和長期毒性效應也將是進一步臨床轉(zhuǎn)化研究的重要考量方向。