荧光成像

摘要： 高时空分辨率和高灵敏度的荧光成像技术是一种新兴的活体可视化检测工具.与近红外一区(NIR-Ⅰ,700～900 nm)相比,近红外二区(NIR-Ⅱ,1000～1700 nm)成像具有更低的自发背景荧光、更深的组织穿透性和更高的信背比,因此NIR-Ⅱ荧光成像能促进深部疾病的精确诊断.NIR-Ⅱ荧光探针是NIR-Ⅱ荧光成像的基础.目前已开发一系列基于有机和无机材料的NIR-Ⅱ荧光探针,包括有机小分子染料、基于小分子染料的有机纳米粒子、共轭聚合物、量子点、稀土掺杂纳米粒子和单壁碳纳米管等.本文综述近期新型NIR-Ⅱ荧光探针的研究进展及其在生物医学领域的应用.

摘要： DNA自组装由于其低毒性、高生物相容性和内置特性,在生物传感、药物递送和临床治疗中发挥着越来越重要的作用。与大多数天然聚合物或合成纤维相比,这些DNA分子相对坚固,可通过序列变异进行修饰。作为侧链连接到聚合物上形成的二级结构赋予DNA结构可设计的响应特性,如对金属离子、蛋白质、pH、DNA、RNA和其他一些小信号分子(如ATP)的响应,可实现DNA原位自组装并进一步用于细胞荧光成像分析。该文综述了DNA自组装的最新进展,重点介绍了引发剂,并以触发机制分类探究其荧光成像应用。

摘要： 荧光成像具有操作简单、灵敏度高和实时等优点,而近红外荧光成像能够有效避免生物组织自发荧光干扰。通过设计和合成3个新型近红外氧杂蒽荧光染料NXD-1~NXD-3用于细胞荧光成像。首先,3个氧杂蒽荧光染料分子结构得到核磁共振谱和高分辨质谱的确认。其次,详细研究了这些荧光染料的吸收光谱和荧光光谱,实验数据表明3个荧光染料的发射光谱能够达到近红外区域,其中NXD-3的光谱更为红移,它的最大吸收波长和发射波长分别为611 nm和759 nm。另外,密度泛函理论(DFT)计算结果与实际测试光谱数据相匹配。最后,将制备的氧杂蒽荧光染料用于细胞荧光染色成像,实验结果表明荧光染料NXD-3具有良好的细胞线粒体靶向荧光标记效果。

摘要： 合成生物学的迅速发展为分子荧光标记与生物成像技术提供了新的机遇。基于合成生物学原理,可以建立材料生物合成新方法,开发性能优异的荧光纳米材料和探针,发展新的荧光成像技术。合成生物学应用于生物荧光成像,多涉及荧光材料与探针的设计合成、对生物靶标分子进行定点改造和修饰、荧光探针和靶标分子的可控时空耦合等以实现生物分子的精准特异性标记。这些荧光纳米材料和生物分子标记技术可应用于细胞内分子的荧光标记、成像和动态示踪,可视化解析相关的关键分子事件,从而深入揭示细胞内分子运动机制和病原致病机理等。本文主要综述了近年来合成生物学技术在生物荧光成像方面的应用,包括利用合成生物学技术合成量子点等荧光纳米材料与探针、对蛋白质和核酸分子的精准标记及其用于病毒荧光成像和示踪。最后,也对该领域面临的问题如荧光杂合生物材料可控合成、分子原位多重标记等进行了探讨和展望。合成生物学与荧光成像技术的交叉融合,将推动荧光成像技术发展和进步,并拓展合成生物学的研究领域。

摘要： 单分子荧光检测技术是利用荧光基团对目的分子标记后,在单分子水平成像并追踪分子的构象变化、动力学特征以及分子之间相互作用的研究方法。相较于传统分子生物学和遗传学的研究手段,单分子检测技术可以对单个分子的动态和特性进行分析,特别是瞬时或偶发性的事件,从而更加深入地挖掘在群体测量中被掩盖的信息。该技术已广泛应用于动物细胞生物学的相关研究,极大地促进了生命科学中分子调控机制的研究。然而,单分子检测技术在植物研究中的应用还有待进一步开发。本文总结了近年来单分子荧光检测技术的发展,概述了其在植物学研究中的案例,并展望了新技术在植物学研究中的应用前景。

摘要： 菁染料具有优秀的光学性质,常用于肿瘤组织的实时可视化荧光成像。但普通菁染料成像背景较高,对肿瘤组织的靶向能力差。将菁染料自组装成纳米粒子可使染料形成聚集并实现荧光淬灭(聚集淬灭效应),降低其在普通组织的成像背景;同时,纳米粒子的高渗透长滞留效应(EPR效应)可提高染料对肿瘤组织的靶向能力。本文设计合成了一种双硫键双菁染料(SO_(3)Cy7-ss-Cy7.5),该染料由于两亲性的特性易在水溶液中自组装成纳米粒子,荧光淬灭高达92%;当纳米粒子与谷胱甘肽(GSH)响应后,淬灭的荧光逐渐恢复,最终实现16倍的荧光强度增强。因此,该双菁染料具有良好的肿瘤组织高分辨成像潜力。

摘要： 2022年3月16日,中国科学院大连化学物理研究所分子探针与荧光成像研究组研究院徐兆超团队发展出在酸性条件下可自闪烁的单分子定位超分辨成像荧光探针LysoSR-549,实现了在12 nm/20 ms时空分辨率下长达40 min的全细胞溶酶体解析。长时间超分辨荧光成像对于揭示纳米尺度的细胞器动力学和功能越来越重要,但由于缺乏高度光稳定和环境敏感的荧光探针为研究工具,一直以来,科研人员对细胞器互作网络的功能和调节机制,尤其是细胞器纳米级全景分布和时空过程所知尚少。

摘要： 目的:探讨吲哚菁绿荧光成像技术在完全腹腔镜结肠癌手术中的应用价值。方法:回顾分析2018年1月至2020年2月行完全腹腔镜手术并经病理确诊的结肠癌患者的临床资料,其中研究组37例(吲哚菁绿荧光成像),对照组39例(传统腹腔镜或3D腹腔镜手术),对比分析两组患者病理特征、手术及术后并发症情况。结果:两组患者年龄、性别、BMI、ASA分级、肿瘤部位、术前合并症差异均无统计学意义(P>0.05)。研究组中位手术时间短于对照组(184 min vs.200 min),差异有统计学意义(P<0.05);淋巴结清扫数量多于对照组[(27.5±4.1)vs.(23.7±5.0)],差异有统计学意义(P<0.05)。两组均未出现吻合口狭窄、吻合口漏等严重并发症,两组手术并发症、术后住院时间差异无统计学意义。结论:吲哚菁绿荧光成像技术在完全腹腔镜结肠癌手术中是安全、可行的,有助于目标肠段的定位及吻合口血供的快速判断,可缩短手术时间,减少吻合口漏的发生。

摘要： 目的探讨磁共振成像(MRI)多模态技术在超声靶向微泡爆破技术(UTMD)联合量子点(QDs)加载多西紫杉醇抗肿瘤药物[简写为CA-(Q-D-lip)]精准示踪和靶向治疗大鼠C6胶质瘤的应用价值。方法选择80只雄性成年健康SD大鼠,分为对照组及4个不同治疗组{QDs溶液+超声爆破治疗组(Q-D+UTMD组)、空白脂质体+超声爆破治疗组(Blank lip+UTMD组)、QDs脂质体+超声爆破治疗组(Q-D-lip+UTMD组)和纤连蛋白靶向肽修饰的QDs脂质体+超声爆破治疗组[CA-(Q-D-lip)+UTMD组]},每组16只。治疗组从大鼠接种C6胶质瘤细胞后第7天开始定期给药,28 d内共接受7次给药。每次给药后立即行UTMD治疗,各组给药后第7、14、21、28天进行胶质瘤MRI常规、动态增强扫描及多扩散敏感因子(b)值扩散加权成像及荧光成像。计算增强MRI后胶质瘤体积;依据时间-信号强度曲线(TIC)特征,计算早期相对信号强化率(ARSER);分析不同数学扩散模型的评价效能。荧光成像仪检测胶质瘤QDs的分布特点,胶质瘤中靶向肽脂质体的靶向性。分析各组C6胶质瘤在同一及不同时间内体积变化、TIC信号强度差值及ARSER比较、多b值扩散加权成像中的多参数差异分析。结果各组ARSER>60%。CA-(Q-D-lip)+UTMD组治疗后体积缩小最明显,ARSER最小,效果优于其他4组;CA-(Q-D-lip)+UTMD组随时间增加,表观弥散系数(ADC)、D、Dapp值整体呈上升趋势,Kapp、D*及f值呈下降趋势;其余4组随时间增加,ADC、D、Dapp值呈下降趋势,Kapp、D*及f值呈上升趋势;这些参数综合比较,ADC值相对稳定可靠,诊断效能较高;CA-(Q-D-lip)+UTMD组QDs量分布最多(第7天)。结论MRI多模态成像可精确评价CA-(Q-D-lip)+UTMD治疗胶质瘤的疗效。

摘要： 基于键合-信号输出型探针的结构特点,引入席夫碱结构作为目标探针的识别基团,构建一种新型Zn^(2+)荧光探针,并将其进一步应用于Zn^(2+)的定性检测和定量分析。探针对Zn^(2+)的荧光响应显示,探针能够特异性识别Zn^(2+),具有检出限低、光稳定性良好等优势,可用于水系Zn^(2+)的定性检测和定量分析。体外活细胞荧光成像实验显示,细胞形态完整且荧光成像效果良好,探针对Zn^(2+)的荧光标记产物表现低毒性,具有进一步应用于生命体中Zn^(2+)标记示踪的前景。

摘要： 诊疗体系旨在将医学诊断与治疗手段联合起来以实现可视化肿瘤治疗,因此药物应该首要具备出色的成像性能.荧光成像因其方便、低成本、高敏感及可标记靶向而显得尤为重要.为了达到最优的治疗效果,同时将毒副作用降到最低,药物需要在特定的时间于特定的地点发挥出高毒性.光动力学治疗就是一种比较理想的治疗手段，可控性高、毒副作用小。介孔硅具有可调的多孔结构、颗粒大小以及表面性质，是一种控释药物载体。而且，孔壁内掺杂的猝灭剂能够使荧光剂得以屏蔽，在需要进行光动力学治疗的地方恢复其荧光成像功能。因此，设计并合成了基于光动力学介孔硅的诊疗药物载体。

摘要： 正电子发射计算机断层扫描(Positron Emission Computed Tomography,PET)是采用解剖形态方式进行功能、代谢和受体显像的技术,具有无创伤性的特点,目前已在临床上广泛用于肿瘤的诊断和治疗指导.活体动物荧光成像(Fluorescence imaging,FI)技术检测灵敏度高,可广泛用于人体全身多种疾病如肿瘤的临床检测与诊断.根据小分子多肽、磺胺嘧啶衍生物对肿瘤细胞具有特异亲和性作用，能被肿瘤选择性摄取的特点，将五肽化合物（酪氨酰-异亮氨酰-甘氨酰-丝氨酰-精氨酸，YIGSR）、三肽（RGD），1,4,7-三氮杂环九烷-1,4,7-三乙酸（NOTA）与罗丹明B（RhB）等荧光分子通过共价键偶联；或将肿瘤靶向基团、NOTA与罗丹明B等荧光分子分别键连在多糖类大分子载体的侧链上，然后分别与氟化钾、氯化铝反应，进行18F-氟标记制备肿瘤靶向性PET/FI双功能成像诊断剂。这类化合物可用作为肿瘤靶向性PET/FI双功能成像诊断剂，实现肿瘤靶向PET与FI联合成像检测与诊断。

摘要： 视窗模型(Window Chamber,WC)是直接在动物活体上研究疾病的发生、发展、及其对治疗药物的反应,尤其对各种肿瘤的研究,提供了很好的平台.目前常用的视窗模型有脊背视窗模型、乳腺视窗模型、脊柱视窗模型以及颅脑视窗模型,目前对其成像方式多种多样,包括荧光成像、超声成像、磁共振(Magnetic Resonance Imaging,MRI)及核医学(Positron Emission Tomography,PET)成像.这些成像方法的发展对于研究视窗内组织的血管、代谢及药物的治疗效果具有重要意义,有利于深入了解疾病进展及研究疾病治疗新方法.

摘要： 癌细胞快速增殖与核仁的结构和功能密切相关.利用RNA成像技术更好地研究活细胞核仁的形态,进而研究化疗药物作用于RNA的机制、协助诊断恶性肿瘤等.目前常用的商业的RNA 选择性荧光探针Syto rnaselecte存在光稳定性差和Stokes 位移等缺点，因此开发用于RNA 检测的小分子荧光染料具有重要的实际应用价值。我们设计合成了系列吡咯烷衍生物修饰的萘酰亚胺化合物，通过共聚焦显微镜研究了其细胞核仁定位的荧光成像，发现DNAse 消化后细胞核膜荧光消失，经RNAse 消化后发现核仁荧光消失，说明化合物能够定位于细胞核仁rRNA，该化合物可作为核仁rRNA 的选择性探针。

摘要： 诊疗体系旨在将医学诊断与治疗手段联合起来以实现可视化肿瘤治疗,因此药物应该首要具备出色的成像性能.荧光成像因其方便、低成本、高敏感及可标记靶向而显得尤为重要.为了达到最优的治疗效果,同时将毒副作用降到最低,药物需要在特定的时间于特定的地点发挥出高毒性.光动力学治疗就是一种比较理想的治疗手段，可控性高、毒副作用小。介孔硅具有可调的多孔结构、颗粒大小以及表面性质，是一种控释药物载体。而且，孔壁内掺杂的猝灭剂能够使荧光剂得以屏蔽，在需要进行光动力学治疗的地方恢复其荧光成像功能。因此，设计并合成了基于光动力学介孔硅的诊疗药物载体。

摘要： 基于癌细胞表面糖基的过度表达,利用苯硼酸和细胞表面糖基的特殊的识别模式,构筑了对癌细胞的捕获、释放于一体的多功能芯片.并且通过SERS光谱和荧光成像技术对该过程进行了监控,该设计可以实现正常细胞与癌细胞的分离与鉴别.该方法对肿瘤的初步诊断、药物筛选及研究具有重要的意义.

摘要： 本文设计并合成了两类氨基甲酸酯类光产碱单体.系统研究了感光基团和离去基团对该类化合物光化学性能的影响,紫外可见光谱数据表明感光基团对光化学性能其决定性的作用,离去基团对其没有显著影响.荧光光谱数据表明该类化合物在254 nm紫外光照下发生光解反应,生成含有胺基的产物,该产物与荧光胺反应后,生成荧光胺-胺复合物,该复合物发出强烈的荧光.选用含琥珀酰亚胺基的分子与聚乙烯醇缩丁醛混合涂膜后用于荧光成像,得到了具有高对比度和分辨率的荧光阵列.

摘要： 以金心吊兰黄色叶片部分和绿色叶片部分为试材,对其叶绿素荧光参数Fo,Fm,Fv/Fm,NPQ,Y(NO),ETR等数据进行测定,并运用Imagingwin软件进行分析,在生理角度水平阐明两个组织的差异.结果显示,相对于绿色组织,黄色组织中的Fo,Fm,ETR较低,Y(NO)较高,说明黄色组织极易受到光抑制发生光损伤,而相对降幅不大的Fv/Fm和NPQ又说明黄色组织自身具有一定的保护机制.

摘要： 荧光闪烁现象是指单个荧光生色团在稳定的激发光照射下,其荧光发射具有出乎意料的间歇性,即荧光强度在“亮态”和“暗态”之间随机、显著、频繁转换.这一现象首先在有机荧光分子、荧光蛋白和半导体量子点中被发现,随后的研究表明其在多种类型的荧光纳米材料中具有一定的普遍性.荧光闪烁现象极大地促进了人们对分子与半导体光物理过程的认识和理解,为荧光材料在生物传感与成像、光电器件等领域的深入应用带来了机遇和挑战.该文简要描述了荧光闪烁现象的主要特征和研究现状,系统介绍了其光物理机制.通过对几类典型材料荧光闪烁特性的综述,着重讨论了其在多个应用领域中的利与弊,并对今后的发展方向进行了展望.

摘要： 荧光闪烁现象是指单个荧光生色团在稳定的激发光照射下,其荧光发射具有出乎意料的间歇性,即荧光强度在“亮态”和“暗态”之间随机、显著、频繁转换.这一现象首先在有机荧光分子、荧光蛋白和半导体量子点中被发现,随后的研究表明其在多种类型的荧光纳米材料中具有一定的普遍性.荧光闪烁现象极大地促进了人们对分子与半导体光物理过程的认识和理解,为荧光材料在生物传感与成像、光电器件等领域的深入应用带来了机遇和挑战.该文简要描述了荧光闪烁现象的主要特征和研究现状,系统介绍了其光物理机制.通过对几类典型材料荧光闪烁特性的综述,着重讨论了其在多个应用领域中的利与弊,并对今后的发展方向进行了展望.

摘要： 本发明荧光显微内窥成像系统，包括新型细径光纤多光谱荧光显微成像设备，新型细径光纤多光谱荧光显微成像设备包括由宽光谱照明光源模块构成的照明模块、由科学级低温制冷CCD相机或工业级CCD相机构成的图像采集部、用于数据传递的细径柔性传像光纤、放大物镜、物镜切换装置、多光谱分光采集装置、调焦装置、传像光学系统、机械电子控制模块、以及图像数据处理控制模块；新型细径光纤多光谱荧光显微成像设备包括的各组件均设置于外壳内，且彼此间相互连通且相配合使用。本发明结合荧光显微镜的成像原理和多光谱信息获取技术，通过优化硬件设备、研发图像处理软件，建立全新的荧光显微分子成像‑特殊光解剖构造成像的双模态内镜成像模式。

摘要： 一种荧光寿命成像方法，包括以下步骤：设置二维平面扫描区域，获取所述二维平面扫描区域内的扫描点；获取所述二维平面扫描区域的荧光光谱，得到光强处于峰值时所对应的不同波峰波长；根据所述波峰波长大小，获取各个扫描点不同波峰波长时荧光所对应的荧光寿命曲线；根据所述不同波峰波长的荧光所对应的荧光寿命曲线，同时或依次生成不同波峰波长所对应的多光波二维荧光寿命成像、和/或多光波三维荧光寿命成像、和/或二维荧光寿命时间切片成像。此外，本发明还提供一种实现上述荧光寿命成像方法的荧光寿命成像装置与现有技术相比较，本发明的荧光寿命显微成像装置能满足多光波荧光样品的测量需要。

摘要： 本发明荧光显微内窥成像系统，包括新型细径光纤多光谱荧光显微成像设备，新型细径光纤多光谱荧光显微成像设备包括由宽光谱照明光源模块构成的照明模块、由科学级低温制冷CCD相机或工业级CCD相机构成的图像采集部、用于数据传递的细径柔性传像光纤、放大物镜、物镜切换装置、多光谱分光采集装置、调焦装置、传像光学系统、机械电子控制模块、以及图像数据处理控制模块；新型细径光纤多光谱荧光显微成像设备包括的各组件均设置于外壳内，且彼此间相互连通且相配合使用。本发明结合荧光显微镜的成像原理和多光谱信息获取技术，通过优化硬件设备、研发图像处理软件，建立全新的荧光显微分子成像‑特殊光解剖构造成像的双模态内镜成像模式。

摘要： 本发明公开一种荧光显微镜成像系统。载物平台用于放置待观察的目标物；可变波长荧光光源提供对应于不同激发波长的一激发光束；用户输入接口提供一用户输入激发光束的波长范围与波长调整值；控制单元用來調整可变波长荧光光源的激发光束的激發波長；以及荧光成像单元用于产生复数张荧光图像；当控制单元根据波长范围跟波长调整值來調整可变波长荧光光源的激发光束的激發波長时，荧光成像单元能够撷取发射光束在不同波长下的复数张荧光图像。计算单元计算所述复数张荧光图像的清晰度。决定单元决定最清晰荧光图像。本发明优点：将荧光显微镜视场下拍摄发射光束在不同波长下的最清晰荧光图像通过图像拼接后显示在屏幕上，可方便研究感兴趣的区域。

摘要： 本发明提供用于小动物活体荧光成像仪的生物安全仓，安全仓本体包括：仓盒；仓盖；所述仓盒与所述仓盖可拆卸连接，以共同夹持形成仓室；高效过滤器，用以过滤所述仓室排出的气体；负压系统，用以形成所述仓室内的负压环境；载板，设置于所述仓室内，用以固定小动物活体；所述仓盖设有透明窗口，用以配合荧光成像仪对所述载板上的小动物活体成像。本发明还提供一种荧光成像仪。采用载板固定小动物活体，载板结构小巧，占用仓室空间小，有利于安全仓本体的小型化设计；载板固定小动物活体操作简便，易于实验员带着厚手套操作；安全仓本体仅有仓盒外部气管需实验员手工接通，操作少，降低因接气管时操作不当导致有毒气体泄露的概率。

摘要： 本发明公开了一种应用于荧光成像系统的区域光源匀光结构及荧光成像系统。所述区域光源匀光结构包括：激发光收束准直单元，其至少用于将激发光源发出的激发光转为平行光供下一步处理；消干涉单元，其包括可以旋转的偏心球，所述偏心球至少用于对收束准直后的激发光进行聚焦和消干涉；匀光单元，其至少用于对经偏心球聚焦的激发光进行匀化。进一步的，所述匀光结构还可以包括投射单元，其至少用于将经匀化的光投射到待激发的荧光物质上。本发明提供的区域光源匀光结构可以将高斯分布的入射光束整形为平顶分布的光束，消除了激发光的干涉散斑，且可以很好的满足体积小、照明面积大、照明强度高的要求。

摘要： 本申请适用于荧光成像技术领域，提供了一种荧光成像装置和荧光成像方法，其中，荧光成像装置包括用于产生激光的激光发生器，以及沿所述激光的光路依次设置的频率调制设备、扫描振镜设备和荧光显微设备；所述频率调制设备包括沿所述激光的光路依次设置的耦合透镜、保偏大模场光纤、解耦合透镜，以及第一滤光片。利用了激光在保偏大模场光纤内的自相位调制效应，并使用第一滤光片对激光的频率进行选择，进而获得相应频率与波长的激光，以用于激光扫描共聚焦荧光显微，相较于传统的使用光子晶体光纤的方案，激光更容易耦合至保偏大模场光纤，而且保偏大模场光纤结构简单可靠、价格更低且市场保有量大，能够极大地降低荧光成像装置的成本。

摘要： 本发明公开了一种上转换荧光成像系统，该系统的光源发射的入射光的波长范围为1000nm至2500nm，该波长范围处于近红外II区和近红外III区，该波段的红外光在样品中的穿透深度比较深；通过处于近红外II区或近红外III区的入射光激发，预先在样品中进行标记的上转换荧光纳米颗粒可以发出处于近红外区的出射光，该出射光在样品中的穿透深度同样较深；并且由于光源发出的入射光的波长包括近红外II区和近红外III区，该入射光极不容易引起样品的自发荧光现象，从而可以有效的增加荧光成像深度和灵敏度；本发明还公开了一种上转换荧光的成像方法，同样具有上述有益效果。

摘要： 本荧光成像装置(100)具备：图像获取部(14)，其获取通过向投放到被检体(P)内的荧光物质照射激发光而产生的荧光的图像(12a)；以及提取部(9)，其在由图像获取部(14)获取到的荧光的图像(12a)中提取包括提取荧光的图像(12a)的规定定时的规定时间范围内的荧光的图像(12a)。

摘要： 本实用新型提供用于小动物活体荧光成像仪的生物安全仓，安全仓本体包括：仓盒；仓盖；所述仓盒与所述仓盖可拆卸连接，以共同夹持形成仓室；高效过滤器，用以过滤所述仓室排出的气体；负压系统，用以形成所述仓室内的负压环境；载板，设置于所述仓室内，用以固定小动物活体；所述仓盖设有透明窗口，用以配合荧光成像仪对所述载板上的小动物活体成像。本实用新型还提供一种荧光成像仪。采用载板固定小动物活体，载板结构小巧，占用仓室空间小，有利于安全仓本体的小型化设计；载板固定小动物活体操作简便，易于实验员带着厚手套操作；安全仓本体仅有仓盒外部气管需实验员手工接通，操作少，降低因接气管时操作不当导致有毒气体泄露的概率。