熒光成像技術的廣泛應用
當今生物醫學的發展已由傳統基于癥狀的治療模式，向以信息為依據的精準診療模式轉變，醫學影像技術的發展反映并引領著臨床醫學的進步。熒光成像技術具有檢測靈敏度高、無輻射危害等優點，在生物醫學領域具有廣泛的應用。
近日，中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所研究員王強斌課題組接受《美國化學學會—納米》雜志邀請，撰寫了題目為《近紅外二區熒光技術的挑戰和機遇》的展望。
據悉，王強斌課題組經過十年的努力，在近紅外二區活體影像技術領域取得了系統性研究成果，并率先實現了該技術的市場化，他和他的團隊也因此獲得多項殊榮。前不久，王強斌入選 2018 年英國皇家化學會會士。
瞄準前沿研究
與傳統熒光（400～900 納米）相比，生物活體組織對近紅外二區熒光（1000～1700 納米）的吸收和散射顯著降低，因而，近紅外二區熒光在活體成像應用中具有更高的組織穿透深度和空間分辨率等優點，被視為最具潛力的下一代活體熒光影像技術。
王強斌告訴《中國科學報》，開發高量子產率、高生物相容性的近紅外二區熒光量子點，并建立新型的近紅外二區熒光活體影像研究平臺是實現高靈敏度、高穿透深度、實時、原位的熒光活體影像研究的關鍵。
為此，王強斌帶領課題組努力攻關，圍繞精準醫療的國家重大需求，系統研究近紅外二區熒光量子點的可控制備、量子限域效應、能帶結構和生物學效應等基本科學問題，在國際上首先提出和發展了一種新型、生物安全的近紅外二區熒光 Ag2S 量子點體系。
“我們自主研制了近紅外二區熒光倒置顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡和活體影像系統近紅外影像設備，建立了基于 Ag2S 近紅外二區熒光的原位、實時活體影像技術平臺，深入開展了一系列基于近紅外二區熒光的生物醫學‘可視化’研究。” 王強斌說。
王強斌課題組開發的基于 Ag2S 量子點的新一代近紅外二區熒光成像技術，實現了高組織穿透深度、高空間分辨率和高時間分辨率活體成像，與原有傳統熒光成像技術相比較，在組織穿透深度、時間分辨率和空間分辨率等方面均實現了數量級水平的提升。
這種新型的近紅外二區熒光活體影像技術榮獲 2017 年度江蘇省科學技術獎一等獎，它將為細胞生物學、腫瘤研究、藥物開發、腫瘤治療、干細胞再生醫學等前沿科學提供更為有力、精準的研究平臺技術并且具有廣泛的臨床應用前景。
加速成果轉化
王強斌課題組在《美國化學學會—納米》發表的展望對該新型熒光影像技術從出現到興起這十年來，在納米尺度探針的構建及成像方法學的進展進行了簡要回顧；對目前制約該技術向生物醫學及臨床轉化的瓶頸問題進行了剖析；展望了這種新型熒光影像技術在生物醫學領域包括腦科學、干細胞再生醫學、活體傳感及藥物篩選方面發揮重要作用，加快推進生物醫學的發展。
“如果不能推向市場應用，再好的技術意義也十分有限。” 在原始創新的基礎上，王強斌率領課題組大力推動近紅外二區熒光影像技術的轉化，率先實現了該技術的市場化。
王強斌介紹：“我們團隊建立了原位、實時的小動物活體‘可視化’技術平臺，廣泛應用于新藥開發、靶向治療和干細胞再生醫學等研究領域，并帶動相關高端生物醫學影像裝備發展。”
課題組開發的新型近紅外二區熒光影像技術已經為美國、德國等國科研機構及中科院、武漢大學、蘇州大學、西安電子科技大學等科研院校和上海華山醫院、南京鼓樓醫院、蘇大附一院等醫院提供服務。
目前，王強斌課題組正努力將近紅外二區熒光影像技術與其它影像技術進行高度融合，開發更加強有力的影像技術，服務基礎科研和臨床實踐，促進生命科學研究，造福人類健康。
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熒光成像的標記對象較為廣泛，可以是動物、細胞、微生物、基因，也可以是抗體、藥物、納米材料等。常用的有綠色熒光蛋白 (GFP)、紅色熒光蛋白(DsRed) 及其它熒光報告基團，標記方法與體外熒光成像相似，熒光成像具有費用低廉和操作簡單等優點。同生物發光在動物體內的穿透性相似，紅光的穿透性在體內比藍綠光的穿透性效率高，近紅外熒光為成像觀察的最佳選擇。
小動物/植物活體成像系統優點：
簡單
體積小巧 (240×240×400mm)，只需USB線連接至PC。
方便
比操作數碼相機更容易，每一步操作通過一次點擊即可完成。
快速
熒光信號檢測，實時成像。
功能強大
具備圖像背景扣除、熒光強度定量分析等強大的功能。
經濟
高性價比。
小動物/植物活體成像系統特點：
FOBI系成像系統，用于對來自熒光標記的生物體的熒光信號進行成像和分析。
FOBI利用對綠色熒光與近紅外線優化的光源及濾光鏡來分辨背景與信號—無須預處理。
散射LED光源減少了位置變化使結果更為可靠。
既可以采集高靈敏度的圖像也可以生成高分辨率的視頻文件。
FOBI的簡單設計與程序成就其易于使用與快速獲取數據的性能。
集成麻醉氣體進出暗箱的接口，暗箱內動物可持續麻醉成像。
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