近红外二区小动物活体成像系统：开启生物医学研究新视野

       在生物医学研究的广袤领域中，小动物活体成像技术宛如一座桥梁，连接着微观的生物学机制与宏观的生物体表现，为科研人员洞察生命奥秘提供了关键手段。而近红外二区小动物活体成像系统，作为其中的佼佼者，正凭借其独特优势，掀起一场科研技术的革新风暴。今天，就让我们一同走进这个神奇的成像世界，探寻其究竟。

一、传统成像的困境与近红外二区的崛起

       以往，传统的荧光成像主要处于可见光波段（400-760nm），但生物组织在这个波段存在严重的自身荧光，对光子的吸收和散射作用也较强，导致成像的信噪比和穿透深度较低，一般只能达到1-2mm，难以获取活体动物体内深层组织的生物信息。后来，成像窗口扩展到近红外一区（760-900nm），情况虽有改善，可仍无法满足临床应用的高要求。 

       直到2009年，Welsher等通过检测“交换”单壁碳纳米管的固有近红外光致发光，首次实现了大于1000nm的近红外活体荧光成像，近红外二区（900-1880nm）活体荧光成像从此成为科研界的焦点。相比之前的成像波段，近红外二区由于光子波长更长，极大地抑制了光在生物组织内传播时的吸收和散射作用，生物组织的自身荧光也显著下降，成像深度大大提高，分辨率和信噪比也更出色，让科研人员能够更清晰地监测活体动物体内深层组织的生物信息。 

二、近红外二区小动物活体成像系统的工作原理与技术亮点

1.工作原理：基于荧光成像的基本原理，该系统采用反射型成像方式。将注射荧光试剂或染料的活体小动物固定在恒温台上，通过麻醉面罩持续麻醉，确保其生命体征稳定。外界激发光源照射小动物，使其体内的荧光物质发射出荧光信号。这些信号经过生物组织的吸收和散射后到达组织表面，再依次通过发射滤光片和镜头，最终被探测器接收，传入电脑处理后得到清晰的荧光图像。

图1：近红外二区小动物活体成像系统

2.技术亮点

- 高灵敏度探测器：能够捕捉到极其微弱的荧光信号，哪怕是单分子级别的信号也逃不过它的“眼睛”，为科研提供高精度的数据基础。

- 多激发波长选择：配备多种激发波长，如808nm、980nm、1064nm等，科研人员可以根据不同的实验需求和荧光探针特性灵活切换，实现多样化的实验设计。

- 宽视野与显微视野切换：成像视野可通过软件轻松控制电动切换，既能进行大面积的宽视野观察，把握整体生物现象；又能切换到显微视野，聚焦于细微之处，对特定区域进行高分辨率成像。

- 电动滤光片轮：可快速切换发射波长滤光片，大大提高了实验效率，让科研人员能够更便捷地获取不同波长下的荧光图像。

- 全英文操作软件：操作软件不仅功能丰富，涵盖图像获取、处理、分析等多种功能，而且界面互动友好，即便是新手也能快速上手，流畅地完成实验操作。

三、应用领域与科研成果

1.肿瘤研究：在肿瘤研究领域，近红外二区小动物活体成像系统发挥着无可替代的作用。它能够实时高分辨追踪肿瘤血管形貌，为抗肿瘤新生血管疗法的开发提供关键数据；还能对肿瘤的发生、生长、转移进行动态监测，帮助科研人员深入了解肿瘤的发展机制，为癌症的早期诊断和治疗方案的优化提供有力支持。例如，通过特定荧光探针标记肿瘤细胞，科研人员可以清晰地观察到肿瘤细胞在小鼠体内的扩散路径和转移情况，为攻克癌症这一难题提供宝贵的研究资料。

图2：肿瘤细胞在小鼠脑内运动的活体显微成像

2.药物开发与药效评价：在药物研发过程中，该系统可用于监测药物在动物体内的代谢过程、分布情况以及对靶器官的作用效果。通过对药物治疗效果的实时评估，科研人员能够快速筛选出有效的药物候选物，优化药物配方和给药方案，大大缩短药物研发周期，降低研发成本。比如，在测试一款新型药物时，利用成像系统可以直观地看到药物在小鼠体内是否成功到达肿瘤部位，以及对肿瘤细胞的抑制作用，从而判断药物的有效性和安全性。

3.神经系统研究：近红外二区成像能够穿透颅骨，对脑部血管、颅内肿瘤、中风区域等脑部病变进行实时成像。这为神经系统疾病的研究开辟了新的途径，科研人员可以借助该技术深入探究脑部疾病的发病机制，开发新的治疗方法。例如，在研究中风疾病时，通过成像系统观察小鼠脑部血管在中风前后的变化，有助于揭示中风的病理过程，为中风的治疗提供新的思路和靶点。

图3：小鼠脑血管和头骨植入物双重成像

4.干细胞与细胞治疗研究：通过特定探针标记干细胞或CAR-T细胞，利用近红外二区高穿透深度及高分辨率的优势，可以对这些细胞在活体动物体内的分布、分化及代谢进行实时追踪，为细胞治疗药物的开发提供重要依据。这对于推动细胞治疗技术的发展，攻克更多疑难病症具有重要意义。比如，在干细胞治疗心肌梗死的研究中，成像系统可以帮助科研人员了解干细胞在心肌组织中的存活、分化情况，评估治疗效果，为临床应用奠定基础。 

四、上海数联生物的近红外二区小动物活体成像系统

       上海数联生物科技有限公司专注于小动物活体荧光影像仪器的研发与生产，其推出的近红外二区小动物活体成像系统，凭借卓越的性能和稳定的质量，赢得了众多科研机构和高校的青睐。数联生物拥有一支由30余人组成的高素质团队，其中98%的成员拥有博士和硕士学历，强大的研发实力为产品的不断创新和优化提供了坚实保障。公司的用户遍布中国、美国、欧洲等国家和地区的著名高校、科研机构和医院，为科研事业的发展贡献着自己的力量。 

       数联生物的近红外二区小动物活体成像系统在技术上不断突破，具备高灵敏度、高分辨率、大视野等诸多优势，能够满足不同科研场景的需求。无论是基础科研中的生物学机制探索，还是临床前研究中的药物开发和疾病模型构建，都能为科研人员提供精准、可靠的数据支持。