活体光学成像的革新之路

在生命科学探索的征程中，成像技术始终是我们洞察生物奥秘的关键“眼睛”。

一、传统成像困境：光的“束缚”与信号的“迷失”

以往的光学成像技术，尤其是在生物活体应用中，面临着诸多挑战。可见光和近红外一区成像，常因生物组织对光的强烈吸收与散射，使得成像深度局限在浅表区域，就像被一层“迷雾”遮挡，难以触及深层组织的奥秘。同时，背景荧光的干扰也让微弱的目标信号容易“淹没”其中 ，导致成像分辨率和信噪比不尽人意。例如在肿瘤早期检测时，微小的肿瘤病灶可能因为成像局限而难以被发现，从而延误最佳治疗时机。

二、近红外二区与时间分辨的“强强联合”

团队将目光聚焦于近红外第二窗口（1000 - 1700 nm）。此区间光在生物组织中散射与吸收大幅降低，自发荧光背景噪声也近乎消失，宛如为成像开辟了一条“绿色通道”，能够实现厘米级的组织穿透深度，让深层组织成像成为可能。比如在小鼠脑部血管成像实验中，利用近红外二区荧光探针，成功清晰呈现了脑部复杂的血管网络，为神经血管研究提供了直观的数据。

荧光时间分辨：信号的“净化器”

引入荧光时间分辨技术，是团队的又一妙笔。当荧光探针被激发后，其荧光寿命是独特且稳定的，不依赖于组织穿透深度等因素。通过精准测量荧光寿命，能够有效区分目标荧光与背景荧光 。就如同在嘈杂的环境中，精准捕捉特定频率的声音一样，提高了成像的准确性和多重成像分析精度。在肿瘤标志物检测中，基于荧光寿命的分析可同时定量多个标志物，相比传统一次只能检测一种标志物的方法，效率和准确性都大幅提升。

三、成果应用：从基础研究到临床曙光

在基础科研领域，团队的技术助力科学家深入探索生物体内的生理病理机制。在免疫反应研究中，实时动态观察单个中性粒细胞在炎症部位的趋化、外渗与激活过程，为免疫学研究打开新视角；在神经科学方面，无需开颅窗就能实时监测小鼠动脉血管舒缩运动，为血液动力学研究提供更精准信息。

临床应用上，该技术展现出巨大潜力。无创、实时、精准的成像特点，有望用于肿瘤早期诊断与手术导航，减少传统活检的风险与误差；还可能在心血管疾病、神经系统疾病等诊断监测中发挥关键作用 ，为临床医生提供更直观、准确的病情信息。

四、未来展望：开启生物成像新时代

团队表示，未来将继续优化探针性能，提高发光效率，增加荧光发射通道，以满足更高成像速度、更深组织成像和更高通量检测需求。同时，加强与其他前沿生物和成像技术的融合，如与人工智能结合实现图像的智能分析解读。相信在不久的将来，这项技术会像显微镜一样，成为生命科学研究和临床医疗不可或缺的工具，持续为人类健康事业贡献力量 。