更清晰的生物成像?吲哚菁绿配合短波红外技术可以做到

▲采用吲哚菁绿(ICG)为荧光染料,短波成像图片(右)可较近红外成像图片(左)更清晰的观察到血管情况。

荧光成像技术在医学领域有广泛应用,如生物组织的可视化,重建手术中的血管成像等。对于上述诊断和其他临床问题(如肿瘤成像),研究人员通常会采用近红外(NIR)技术或短波红外(SWIR)技术。虽然SWIR比NIR成像更清晰,但由于没有FDA批准的染料可以配套使用而受到限制。

日前,据《美国国家科学院院刊》报道,麻省理工学院和麻省总医院的研究人员向着SWIR的应用迈出了重要一步。他们发现,一种FDA批准的可用于NIR的商业化染料——吲哚菁绿(ICG)对于SWIR同样适用。论文资深作者、麻省理工学院教授Moungi Bawendi说:“现在,临床医师们可以根据SWIR技术得到的更清晰的图像进行诊断了。”论文作者还包括前麻省理工研究科学家Oliver Bruns,以及研究生Jessica Carr和Daniel Franke等。

ICG在800 nm附近有强烈的荧光响应。当ICG注入人体后,会通过血液循环运移,最终达到“完美”血管造影的目的。麻省理工团队发现ICG适配SWIR的过程多少具有偶然性。在另一项对照实验中,研究人员比对了量子点和ICG在SWIR中的荧光输出。出乎他们意料的是,ICG产生了很强的荧光信号。而Bawendi等正好对寻找适用于SWIR的荧光材料颇感兴趣。Bruns说:“在NIR中,科学家们总是处于‘雾里看花’的状态,改用SWIR后,一切都变得清晰起来。”SWIR还可以使研究人员更深入的对组织进行观察——在Bawendi等的研究中,研究人员使用常规荧光显微镜就观察到了组织数百微米深度的情况。以往,这只能通过更为复杂和昂贵的双光子显微镜才能实现。Franke说,SWIR特别适合小物体在大背景下的成像。因此,对于细小血管的成像来讲,SWIR比NIR更具优越性。此外,ICG还具有比其他SWIR染料荧光信号更强,成像更快,适合运动成像等优点。

接下来,Bawendi等将致力于研究ICG适用于SWIR的原因,并找到使用的最佳波长。他们还将与其他实验室合作,以期发现与ICG类似的更好染料。


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编译:雷鑫宇 责编:李雪

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