热点应用丨复旦大学张凡团队开发铒-细菌叶绿素配合物新型近红外荧光探针实现活体多重成像

张凡教授研究团队利用超快瞬态吸收技术和低温磷光光谱对络合物中能量传递机理进行研究，揭示了细菌叶绿素和铒离子之间快速的能量传递速率（2×10⁹ s^-1）和高效的能量传递效率（Φ_TEnT> 99.9%) 。并且进一步通过分子工程调控了配体的吸收，验证了围绕铒-细菌叶绿素体系开发多色可调近红外荧光探针工具的可行性。

图1：（a）铒-细菌叶绿素配合物的能量传递机理图；（b）铒-细菌叶绿素配合物的代表性分子EB766的化学结构式；（c）EB766的单晶结构；（d）EB766的吸收和发射光谱图；（e）超快瞬态吸收光谱表征EB766的激发态动力学过程。

最后，研究团队基于探针优异的光学特性和生物相容性进行了生物成像研究。探针较窄的吸收光谱特性使得通过正交激发控制的多重成像方法可以清晰地勾勒出小鼠血管和淋巴管的精细结构及其空间位置关系，并能实时显现胃肠道消化系统和血液循环系统的代谢活动。该方法有望为手术导航和临床诊断提供更精准的信息。团队进一步利用新型探针标记了小鼠体内的癌细胞，探针较窄的发射光谱特性也让正交发射控制的多重成像方法得以在小鼠脑部以无创伤的方式清晰地观察到癌细胞的运动、迁移、以及在血管壁上驻扎等过程。相比于原先的研究方法，这种方法有效地避免了开视窗造成的组织损伤，以及昂贵的成像设施，为活体水平的细胞相互作用研究提供了新的研究平台。

图2：（a-c）基于新型近红外荧光探针构建的激发光谱分离多重成像方案，实现了小鼠血管和淋巴管结构的高分辨率成像；（d-g）基于新型近红外荧光探针构建的发射光谱分离多重成像方案，实现了癌细胞在小鼠脑部转移的动态实时可视化观察。

近红外二区小动物活体成像系统NIR-II-ST

NIR-II in vivo imaging system

文中利用近红外二区小动物活体成像系统NIR-II-ST完成了体内淋巴管和血管的多重成像以及小鼠脑内癌细胞转移的活体多重成像实验。这款小动物活体成像系统性能优越，可搭配多款深度制冷的InGaAs近红外相机，检测灵敏度高，能够实现大视野及局部小动物高信噪比和高分辨活体成像。配备全自动操作平台，可实现电动对焦，多通道小动物麻醉系统，满足多只小鼠同时成像。成像系统采用模块化设计，可选配多波长激光器、X射线、可见和近红外LED等多种激发光源，实现成像功能升级拓展。自主开发的软件功能一键操作，可实时反映仪器状态，自动化控制，操控与图像处理一体化。该系统可应用于活体小动物荧光手术导航、血管动态成像、淋巴成像、肿瘤成像、炎症的检测与监测、药物追踪与活体原位疾病检测等。