近紅外二區(qū)熒光壽命成像系統(tǒng),巧妙避開了這些困境。其利用1000-1700nm的近紅外二區(qū)波段光,生物***組織對(duì)這個(gè)波段光的吸收和散射明顯降低,從而具備更高的組織穿透深度,能夠深入生物體內(nèi)部進(jìn)行探測(cè)。同時(shí),空間分辨率也得到大幅提升,可清晰呈現(xiàn)出更細(xì)微的結(jié)構(gòu)。在腫塊診療中,它能幫助醫(yī)生更精細(xì)地識(shí)別腫塊邊界,為手術(shù)切除提供可靠依據(jù);在神經(jīng)系統(tǒng)研究里,可助力探索大腦深處的神經(jīng)活動(dòng)奧秘。該系統(tǒng)憑借其獨(dú)特優(yōu)勢(shì),為生物醫(yī)學(xué)研究開啟了全新的大門,有望在未來帶來更多的突破與驚喜。標(biāo)記桿狀病毒后實(shí)時(shí)觀察脂肪體復(fù)制進(jìn)程,以壽命縮短特征優(yōu)化生物農(nóng)藥配方。河北小動(dòng)物近紅外二區(qū)熒光壽命成像系統(tǒng)常用知識(shí)
該系統(tǒng)在組織工程領(lǐng)域的應(yīng)用正在拓展。在構(gòu)建血管化組織工程支架時(shí),系統(tǒng)通過監(jiān)測(cè)內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)的鈣黃綠素?zé)晒鈮勖?,可評(píng)估支架內(nèi)的細(xì)胞活力和血管網(wǎng)絡(luò)形成效率。實(shí)驗(yàn)表明,添加血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)的支架可使內(nèi)皮細(xì)胞的熒光壽命均勻性提升50%,證明其促進(jìn)了更成熟的血管網(wǎng)絡(luò)形成,為優(yōu)化組織工程支架的設(shè)計(jì)提供了可視化依據(jù)。 血吸蟲受染的免疫“分析員”,量化肝蟲卵肉芽腫熒光壽命變化,為抗寄生蟲藥物藥效評(píng)價(jià)提供***模型。蚯蚓-微生物互作的土壤“穿透鏡”,穿透土層觀察共生微生物分布,解析土壤生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)機(jī)制。河北小動(dòng)物近紅外二區(qū)熒光壽命成像系統(tǒng)常用知識(shí)器官芯片的功能“監(jiān)測(cè)儀”,在肝芯片模型中通過線粒體熒光壽命評(píng)估毒性效應(yīng)。
近紅外二區(qū)熒光壽命成像系統(tǒng)在神經(jīng)科學(xué)研究中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。大腦是人體尤其為復(fù)雜的身體部分,神經(jīng)信號(hào)的傳導(dǎo)和神經(jīng)細(xì)胞之間的相互作用一直是神經(jīng)科學(xué)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。該系統(tǒng)為研究大腦神經(jīng)活動(dòng)提供了新的技術(shù)手段。在神經(jīng)遞質(zhì)研究中,神經(jīng)遞質(zhì)在神經(jīng)元之間傳遞信號(hào),其濃度和釋放過程的變化與許多神經(jīng)系統(tǒng)疾病密切相關(guān)。研究人員可以將對(duì)特定神經(jīng)遞質(zhì)敏感的熒光探針導(dǎo)入大腦,利用近紅外二區(qū)熒光壽命成像系統(tǒng),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)神經(jīng)遞質(zhì)釋放時(shí)熒光壽命的變化,從而了解神經(jīng)遞質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化過程。在癲癇等神經(jīng)系統(tǒng)疾病研究中,該系統(tǒng)可以觀察大腦神經(jīng)元異常放電時(shí)神經(jīng)細(xì)胞微環(huán)境的改變,為揭示疾病的發(fā)病機(jī)制和開發(fā)新的治療方法提供重要線索。
在眼科疾病研究中,該系統(tǒng)為視網(wǎng)膜病變提供了***成像方案。通過玻璃體腔注射近紅外二區(qū)探針,系統(tǒng)可在小鼠視網(wǎng)膜中清晰顯示新生血管的熒光壽命信號(hào),且比傳統(tǒng)的熒光素血管造影(FFA)提前7天檢測(cè)到糖尿病視網(wǎng)膜病變的早期血管異常。這種早期診斷能力為年齡相關(guān)性黃斑變性(AMD)等疾病的干預(yù)贏得了寶貴時(shí)間,推動(dòng)了眼科精細(xì)診療的發(fā)展。該系統(tǒng)在食品微生物檢測(cè)中展現(xiàn)出應(yīng)用潛力。將近紅外二區(qū)熒光適配體探針添加到牛奶中,系統(tǒng)可在30分鐘內(nèi)通過熒光壽命變化定量檢測(cè)沙門氏菌濃度——當(dāng)菌濃度達(dá)到103 CFU/mL時(shí),熒光壽命會(huì)出現(xiàn)明顯縮短,檢測(cè)靈敏度比傳統(tǒng)培養(yǎng)法提高100倍。這種快速檢測(cè)技術(shù)有望應(yīng)用于食品加工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)微生物監(jiān)控,保障食品安全。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)谷胱甘肽探針壽命,為環(huán)境污染物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供數(shù)據(jù)。
在創(chuàng)傷愈合研究中,近紅外二區(qū)熒光壽命成像系統(tǒng)為傷口修復(fù)提供了動(dòng)態(tài)評(píng)估工具。通過檢測(cè)傷口部位的基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)活性探針的熒光壽命,系統(tǒng)可量化MMP的表達(dá)水平——在愈合早期(3天),MMP活性高的傷口其熒光壽命比正常組織縮短35%,而在愈合后期(7天),熒光壽命逐漸恢復(fù)。這種時(shí)空動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)為開發(fā)促進(jìn)傷口愈合的生物材料提供了優(yōu)化方向。作物抗逆育種的分子“指標(biāo)尺”,量化玉米根系氧化應(yīng)激的熒光壽命差異,為耐旱品種篩選提供精細(xì)參數(shù)。受染6周后通過肝組織壽命縮短35%評(píng)估Th1型免疫應(yīng)答強(qiáng)度,助力藥物研發(fā)。河北小動(dòng)物近紅外二區(qū)熒光壽命成像系統(tǒng)常用知識(shí)
該系統(tǒng)通過檢測(cè)激發(fā)態(tài)分子存續(xù)時(shí)間差異,實(shí)時(shí)反映細(xì)胞代謝、pH值等生化特征,為藥物研發(fā)提供數(shù)據(jù)支撐。河北小動(dòng)物近紅外二區(qū)熒光壽命成像系統(tǒng)常用知識(shí)
在細(xì)胞代謝研究中,細(xì)胞內(nèi)的各種代謝過程會(huì)導(dǎo)致微環(huán)境的變化,例如酸堿度、離子濃度等。近紅外二區(qū)熒光壽命成像系統(tǒng)可以通過檢測(cè)熒光壽命的改變,來反映這些微環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化??蒲腥藛T可以將對(duì)特定代謝物敏感的熒光探針導(dǎo)入細(xì)胞,當(dāng)細(xì)胞代謝活動(dòng)發(fā)生變化時(shí),熒光探針?biāo)幍奈h(huán)境改變,其熒光壽命也隨之改變,系統(tǒng)便能精細(xì)捕捉到這些變化,幫助研究人員了解細(xì)胞代謝的實(shí)時(shí)狀態(tài)。在腫瘤細(xì)胞研究中,通過對(duì)比正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞的熒光壽命特征,有可能發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞獨(dú)特的代謝標(biāo)志物,為腫塊的早期診斷和靶向醫(yī)治提供新的思路和靶點(diǎn)。河北小動(dòng)物近紅外二區(qū)熒光壽命成像系統(tǒng)常用知識(shí)