Small Methods: 克服自发荧光背景新策略——提高活体近红外荧光成像信噪比

生物光学成像技术具有因实时、高灵损敏、伤小、操作简优点而便等被广泛的应用于生物医学领域,近红外光(700-2000 nm)相对于可见光(400-700 nm),能减少光吸收和散射而提高成像对比度以及穿透深度、降低光损伤。近红外光谱范围,也被称为生物学窗口,分为NIR-I (650–950 nm)、NIR-II (1000–1350 nm)以及NIR-III (1550–1870 nm)三谱区。近红外(700-2000 nm)荧光探针和光学检测系统的发展,促进了荧光生物成像替代传统医学成像技术。近红外成像具有实时的图像采集功能,使动态可视化生理代谢过程且能保持高的空间分辨率,并且需要相对简单和以及性价比高的设备。

葡萄牙阿威罗大学的Antonio Benayas博士在本课题组相关基础和应用研究的基础上,结合了近几年的近红外荧光成像的研究领域的案例,对近红外荧光成像技术在提高荧光成像信噪比应用方面进行了归纳性总结。文章对可见,尤其近红外荧光成像所产生的自体荧光背景进行了详细的论述,并在此基础上提出如何克服自体荧光对成像信噪比的影响,在实验方法学上为构建高效基于荧光探针作为造影剂的生物成像应用领域提供了理论指导。作者指出,尽管近红外成像领域发展迅速,通过选择近红外光能部分减少自体荧光的产生,然而成像过程中仍然产生了不可忽略的自体荧光,在临床传化上还存在着很大的局限性。随后,综述阐述了目前实验证明的小动物体内叶绿素和黑色素作为主要因素产生了近红外自体荧光背景的机制,并讨论了这两种分子的来源以及如何影响自体荧光的产生。针对自体荧光背景,作者提出了几种成像策略与其相对应的实验方法(基于发光寿命以及波长的方法),以尽量减少体内自体荧光背景对近红外荧光成像的影响。最后,笔者对不同的成像技术进行了全面的批判性比较,以及未来几年在当前研究趋势之后的可预见的前景,可通过大量的实验和优化,对提高近红外成像灵敏性以及促进临床转化实践方面具有重要的意义。

相关综述文章发表在Small Methods(DOI: 10.1002/smtd.201800075)上,Blanca del Rosal博士为第一作者。

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