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荧光寿命成像系统研制成果 助力肿瘤诊断

2020年06月19日 15:14:10来源:仪器网

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  【仪器网 生物医药】肿瘤是人类医学面临的主要挑战,特别是恶性肿瘤。目前,癌症是除心血管疾病之外人类最主要的死因。据国际抗癌联盟统计,目前全球每年约有960万人死于癌症,而且每年新增的癌症患者人数还在持续增长。预计本世纪末癌症将超过心血管疾病成为人类的头号杀手。而良性肿瘤虽然很少危及人类的生命,但依然对健康有着较大影响。
 

 
  与肿瘤在人类社会造成的影响越来越大相对应,肿瘤的研究与治疗技术也在不断发展。其中,成像技术就是人类应对肿瘤挑战不可或缺的工具之一。如今已经有多种不同的成像技术应用与肿瘤研究与治疗的不同领域。例如计算机断层扫描技术(CT)、核磁共振(MRI)等宏观成像系统可以为临床研究、诊断和治疗提供解剖学和生理学信息;荧光反射成像、激光共聚焦显微技术等而分子成像系统在实验室研究与临床都能提供极大的帮助。
 
  近日,中国科学院深圳先进技术研究院与南京大学合作的的研究团队研制出近红外二区荧光寿命共聚焦成像系统,首次在近红外二区波段实现三维多色荧光寿命成像。这种成像系统为进一步实现活体三维功能成像奠定基础,可能将为肿瘤识别、病变诊断等领域提供新的成像手段。
 
  在吸收光子之后,荧光分子将维持在激发态,直到通过释放光子或通过非辐射过程(淬灭,能量转换)回到基态。荧光寿命成像与一般的荧光成像不同,每个像素的亮度代表的不是荧光强度,而是荧光寿命,即分子在发射光子之前保持其激发态的特征时间。荧光寿命除了与荧光团本身有关之外,还与荧光团周围的环境关系密切。所以荧光寿命成像不仅可以体现荧光物质形貌信息,还能够灵敏地反应荧光基团生化特性以及周围微环境的变化情况。
 
  研究团队利用高性能超导纳米线单光子探测器将荧光寿命成像与共聚焦成像技术结合起来,实现了活体三维荧光寿命成像。而且该成像系统还有较高的分辨率,时间分辨率可达109 ps,空间分辨率可以区分生物组织的亚细胞结构。这说明活体三维荧光寿命成像有着良好的应用前景。
 
  资料来源:中科院
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