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熒光壽命成像系統(tǒng)研制成果助力腫瘤診斷

2020-06-19 15:14:10來源：儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞：腫瘤閱讀量：6202

　　【儀器網(wǎng) 生物醫(yī)藥】腫瘤是人類醫(yī)學(xué)面臨的主要挑戰(zhàn)，特別是惡性腫瘤。目前，癌癥是除心血管疾病之外人類主要的死因。據(jù)抗癌聯(lián)盟統(tǒng)計，目前每年約有960萬人死于癌癥，而且每年新增的癌癥患者人數(shù)還在持續(xù)增長。預(yù)計本世紀(jì)末癌癥將超過心血管疾病成為人類的頭號殺手。而良性腫瘤雖然很少危及人類的生命，但依然對健康有著較大影響。

　　與腫瘤在人類社會造成的影響越來越大相對應(yīng)，腫瘤的研究與治療技術(shù)也在不斷發(fā)展。其中，成像技術(shù)就是人類應(yīng)對腫瘤挑戰(zhàn)不可或缺的工具之一。如今已經(jīng)有多種不同的成像技術(shù)應(yīng)用與腫瘤研究與治療的不同領(lǐng)域。例如計算機(jī)斷層掃描技術(shù)(CT)、核磁共振(MRI)等宏觀成像系統(tǒng)可以為臨床研究、診斷和治療提供解剖學(xué)和生理學(xué)信息；熒光反射成像、激光共聚焦顯微技術(shù)等而分子成像系統(tǒng)在實驗室研究與臨床都能提供極大的幫助。

　　近日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院與南京大學(xué)合作的的研究團(tuán)隊研制出近紅外二區(qū)熒光壽命共聚焦成像系統(tǒng)，首次在近紅外二區(qū)波段實現(xiàn)三維多色熒光壽命成像。這種成像系統(tǒng)為進(jìn)一步實現(xiàn)活體三維功能成像奠定基礎(chǔ)，可能將為腫瘤識別、病變診斷等領(lǐng)域提供新的成像手段。

　　在吸收光子之后，熒光分子將維持在激發(fā)態(tài)，直到通過釋放光子或通過非輻射過程(淬滅，能量轉(zhuǎn)換)回到基態(tài)。熒光壽命成像與一般的熒光成像不同，每個像素的亮度代表的不是熒光強(qiáng)度，而是熒光壽命，即分子在發(fā)射光子之前保持其激發(fā)態(tài)的特征時間。熒光壽命除了與熒光團(tuán)本身有關(guān)之外，還與熒光團(tuán)周圍的環(huán)境關(guān)系密切。所以熒光壽命成像不僅可以體現(xiàn)熒光物質(zhì)形貌信息，還能夠靈敏地反應(yīng)熒光基團(tuán)生化特性以及周圍微環(huán)境的變化情況。

　　研究團(tuán)隊利用高性能超導(dǎo)納米線單光子探測器將熒光壽命成像與共聚焦成像技術(shù)結(jié)合起來，實現(xiàn)了活體三維熒光壽命成像。而且該成像系統(tǒng)還有較高的分辨率，時間分辨率可達(dá)109 ps，空間分辨率可以區(qū)分生物組織的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)。這說明活體三維熒光壽命成像有著良好的應(yīng)用前景。

　　資料來源：中科院

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