近紅外二區(qū)活體寬場熒光成像系統(tǒng)的技術(shù)原理、特點及應(yīng)用
在生命科學(xué)研究的漫漫征途中，成像技術(shù)始終是科學(xué)家們探索微觀世界的有力武器。從傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡到現(xiàn)代的各種先進(jìn)成像系統(tǒng)，每一次技術(shù)的突破都為我們揭開生命奧秘提供了新的視角。今天，我們要帶大家認(rèn)識一位“科學(xué)新星”——近紅外二區(qū)活體寬場熒光成像系統(tǒng)，看看它是如何在生命科學(xué)領(lǐng)域掀起一場新的變革。
一、技術(shù)原理與系統(tǒng)特點
近紅外二區(qū)活體寬場熒光成像系統(tǒng)的工作原理并不復(fù)雜，但卻蘊(yùn)含著精妙的設(shè)計。當(dāng)細(xì)胞或組織中加入專門設(shè)計的近紅外二區(qū)熒光探針標(biāo)記物后，特定波長的光源經(jīng)由激發(fā)光路照射標(biāo)記物，使其發(fā)出熒光。這些熒光信號通過發(fā)射光路的收集、分光、過濾和聚焦，進(jìn)入高靈敏度的探測器（如砷化銦鎵InGaAs傳感器），完成光電轉(zhuǎn)換、信號放大、分析處理，最終在屏幕上呈現(xiàn)出清晰的圖像。
圖1：近紅外二區(qū)活體寬場熒光成像系統(tǒng)
該系統(tǒng)具備諸多令人矚目的特點：
1.高分辨率與深穿透：能夠?qū)崿F(xiàn)微米級的分辨率，同時穿透深度可達(dá)數(shù)毫米甚至更深，這使得研究人員可以清晰觀察到生物組織內(nèi)部的細(xì)微結(jié)構(gòu)和生理過程，比如對小鼠腦血管系統(tǒng)的清晰成像，甚至能在大于2mm的深度解析其復(fù)雜的血管網(wǎng)絡(luò)。
2.快速成像：采用寬場照射激發(fā)和二維面陣探測接收熒光信號，一次成像就能獲得整個視野的信息，大大提高了成像速度，能夠滿足對動態(tài)生物過程的實時觀測需求。
3.操作簡便：相較于一些復(fù)雜的成像技術(shù)，近紅外二區(qū)活體寬場熒光成像系統(tǒng)的操作相對簡單，對實驗人員的技術(shù)門檻要求較低，有利于在更多科研實驗室中推廣應(yīng)用。
二、應(yīng)用領(lǐng)域與研究成果
1.腫瘤研究：在腫瘤的早期診斷、精確分析和治療監(jiān)測方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。通過近紅外二區(qū)熒光成像，科學(xué)家們可以清晰地觀察到腫瘤的生長、轉(zhuǎn)移情況，以及藥物在腫瘤組織中的分布和代謝過程，為腫瘤治療方案的優(yōu)化提供重要依據(jù) 。例如，在對小鼠腫瘤模型的研究中，能夠準(zhǔn)確識別腫瘤邊界，分辨腫瘤細(xì)胞與正常組織，這對于腫瘤的精準(zhǔn)切除手術(shù)具有重要的指導(dǎo)意義。
圖2：小鼠腫瘤及周邊血管雙重成像
2.神經(jīng)科學(xué)：助力神經(jīng)科學(xué)家深入了解大腦的奧秘。它可以實現(xiàn)對小鼠大腦血管系統(tǒng)和神經(jīng)活動的高分辨率成像，幫助研究人員研究神經(jīng)退行性疾�。ㄈ绨柎暮Ｄ�、帕金森�。┑陌l(fā)病機(jī)制，以及開發(fā)新的治療方法。比如，通過觀察大腦血管在疾病狀態(tài)下的變化，揭示疾病對大腦血液供應(yīng)的影響，為疾病的早期干預(yù)提供線索。
3.心血管研究：在心血管疾病的研究中也大顯身手。能夠?qū)崟r監(jiān)測心血管系統(tǒng)的動態(tài)變化，如血管的形態(tài)、血流速度、血管內(nèi)皮功能等，為心血管疾病的發(fā)病機(jī)制研究和藥物研發(fā)提供重要的數(shù)據(jù)支持。例如，研究人員利用該技術(shù)觀察小鼠心臟在不同生理和病理條件下的血管灌注情況，為心臟病的治療提供新的思路。
三、上海數(shù)聯(lián)生物的解決方案
上海數(shù)聯(lián)生物科技有限公司一直致力于生命科學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新，在近紅外二區(qū)活體寬場熒光成像系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用方面取得了顯著的成果。我們的成像系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢：
圖3：近紅外二區(qū)活體寬場熒光成像系統(tǒng)
1.先進(jìn)的硬件配置：采用高功率、高穩(wěn)定性的激光器作為激發(fā)光源，能夠滿足不同近紅外二區(qū)熒光試劑的激發(fā)需求；配備高靈敏度、高分辨率的InGaAs探測器，確保能夠捕捉到微弱的熒光信號，呈現(xiàn)出清晰、細(xì)膩的圖像。
2.智能化的軟件系統(tǒng)：全英文操作軟件，功能豐富，交互友好。不僅可以實現(xiàn)圖像的快速獲取和多種實時處理功能（如圖像增強(qiáng)、降噪、分析測量等），還支持遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)存儲管理，方便科研人員隨時隨地進(jìn)行實驗操作和數(shù)據(jù)查看分析。
3.個性化的服務(wù)支持：擁有專業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊，為客戶提供全方位的售前咨詢、售中安裝調(diào)試和售后技術(shù)支持服務(wù)。根據(jù)客戶的不同需求，提供個性化的解決方案，幫助客戶更好地應(yīng)用近紅外二區(qū)活體寬場熒光成像技術(shù)開展科研工作。
四、展望未來
近紅外二區(qū)活體寬場熒光成像系統(tǒng)作為生命科學(xué)領(lǐng)域的一項前沿技術(shù)，已經(jīng)在眾多研究領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力和應(yīng)用價值。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和完善，相信在未來，它將在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，為人類健康事業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。上海數(shù)聯(lián)生物也將繼續(xù)秉持創(chuàng)新精神，不斷推動近紅外二區(qū)成像技術(shù)的發(fā)展，與廣大科研工作者攜手共進(jìn)，探索生命的無限奧秘。
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