近红外二区荧光宽场显微活体成像技术和应用

近红外二区(900~1 880 nm,the Second Near-Infrared Region,NIR-Ⅱ)荧光宽场显微成像技术是当前大深度活体成像的一大研究热点,在基础研究和临床应用方面都拥有巨大的潜力。对比可见光(360~760 nm)和近红外一区(760~900 nm,the First Near-Infrared Region,NIR-Ⅰ)的成像,NIR-Ⅱ荧光宽场显微成像技术在活体层面具有更高的清晰度和更深的组织穿透。在NIR-Ⅱ宏观成像基础上,对组织微结构清晰成像的需求迫使成像试剂持续发展,成像系统不断精进。目前,NIR-Ⅱ荧光宽场显微成像技术在脉管显微造影、肿瘤精确分析、炎症准确追踪等生物应用上都获得一系列突破,相关研究对象包含啮齿类动物(如小鼠,大鼠)及灵长类动物(如狨猴,猕猴)等。将来随着仪器商业化和国产化突破,成像试剂安全性逐步提高,NIR-Ⅱ荧光宽场显微成像应用价值将不断攀升。本文从NIR-Ⅱ荧光成像的机制及优势展开讨论,综述NIR-Ⅱ荧光宽场显微成像的系统特点和演进历史,以及其在不同生物模型上活体成像方面的最新探索和前景展望,以期推动NIR-Ⅱ荧光宽场显微成像技术进一步普及。

生物组织大深度定量光学成像

近年来,面向生物组织大深度光学成像的方法不断发展,其中包括光学相干层析、多光子成像和自适应光学等。介绍了浙江大学光电科学与工程学院近年来在生物组织大深度定量光学成像方面的一系列重要进展,包括光学相干层析结构与功能成像、基于三光子荧光显微的大深度脑血管成像和新型的畸变误差波前校正方法等,并进一步概述了如何对上述方法获取的光学图像实施定量表征以获取生物组织的生理与病理信息。

稀疏结构光照明三维层析显微技术

光学显微具有对样品损伤低、可特异性成像等优点,是生物医学、生命科学、材料化学等多个领域中必不可少的成像手段。然而,传统光学显微镜多采用平行光照明整个样品,无法有效区分在焦信号和离焦背景,不具备三维层析成像能力。基于此,提出一种基于共振扫描的稀疏结构光照明三维层析显微(SSI-3DSM)技术,通过共振扫描聚焦光斑快速生成稀疏条纹结构光,利用多步相移减除背景噪声实现对待测样品的三维层析成像。相较于扫描宽场成像,该方法将轴向分辨率提升1.3倍,信背比提升12倍。此外,该技术性能稳定、成本较低、便于商业化开发,可与结构光照明、单分子定位等超分辨显微成像技术相结合以进一步提高横向分辨率。