隨著生物醫學研究和臨床診療技術的不斷發展,近紅外二區(NIR-II,Near-Infrared Region II)活體成像技術在過去的十年里取得了顯著的突破,并展現出在體內深層組織成像、疾病診斷以及藥物療效監測等方面的巨大潛力。這項技術利用了近紅外光譜中1000-1700納米波長范圍的優勢,包括較低的組織吸收、散射以及自發熒光背景,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、熒光探針設計、成像系統優化等方面做出了深入的研究:
1.光源與探測器的發展:連續可調諧激光器和超靈敏探測器的研發,使得NIR-II區域的激發和檢測更為高效,為高信噪比成像提供了基礎。
2.新型熒光探針的創新:量子點、上轉換納米粒子、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異的光學性質,而且可以通過表面修飾實現特異性靶向,在腫瘤細胞、血管系統乃至神經網絡的可視化方面表現很不錯。
3.多模態成像融合:NIR-II成像與磁共振成像(MRI)、光聲成像(PAI)等其他成像技術結合,形成多模態成像平臺,提供更加精細的生理信息。
應用領域拓展
在實際應用中,NIR-II活體成像技術的應用廣泛而深入:
-腫瘤診療:通過設計靶向性熒光探針,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的非侵入性可視化中發揮重要作用。
-藥物輸送監測:追蹤載藥納米顆粒在體內的分布、轉運及代謝過程,有助于個性化藥物釋放策略的設計和優化。
-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行為。
近紅外二區活體成像技術將繼續受益于新材料科學、光學工程和生物醫學工程等交叉學科的協同創新,有望在更多生命科學問題中扮演關鍵角色,推動精準醫療和個性化治療方案的實施。同時,該技術的安全性和長期毒性效應也將是進一步臨床轉化研究的重要考量方向。