復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系張凡教授團(tuán)隊(duì)經(jīng)多年攻關(guān)，在近紅外熒光壽命活體成像領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。他們的研究表明，腫瘤疾病將有望通過無創(chuàng)的近紅外熒光壽命成像技術(shù)進(jìn)行診斷，而不再需要通過手術(shù)切片來確診。相關(guān)論文近日發(fā)表在《自然·納米技術(shù)》上。

  熒光是自然界中常見的發(fā)光現(xiàn)象，熒光探針介質(zhì)早已用于對生物體組織進(jìn)行成像檢測，但過去，研究者主要致力于在可見光區(qū)和近紅外第一窗口內(nèi)進(jìn)行熒光成像，就像是在夜晚拿著照相機(jī)拍照，不僅難以拍清較遠(yuǎn)的物體，成像中的噪點(diǎn)也會格外明晰。后來，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在近紅外第二窗口區(qū)內(nèi)，光在穿透皮膚、脂肪等生物組織時的“折損率”很小，可以更好地實(shí)現(xiàn)對生物體的深組織成像。但進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，該成像技術(shù)在實(shí)際的活體多重成像應(yīng)用中的效果往往不盡如人意。

  經(jīng)艱辛攻關(guān)，張凡團(tuán)隊(duì)提出“基于時間維度的多重成像法”，即利用在近紅外第二窗口區(qū)具有熒光發(fā)射的稀土納米探針熒光壽命信號來實(shí)現(xiàn)活體多重成像。當(dāng)熒光探針被一束近紅外激光激發(fā)后，探針吸收能量會從基態(tài)躍升至激發(fā)態(tài)，當(dāng)去除激發(fā)光后，探針熒光強(qiáng)度降低到激發(fā)時熒光最大強(qiáng)度時（1/e時）所需要的時間即為熒光壽命。

  團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，熒光壽命相對穩(wěn)定，并不會因?yàn)樯锝M織深度的改變而隨之改變。根據(jù)熒光壽命這一定量，張凡團(tuán)隊(duì)選擇了毒性更低、扛光漂白能力更強(qiáng)的稀土納米顆粒進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過長時間研究和精確調(diào)控，最終成功將這一新型成像技術(shù)應(yīng)用于乳腺癌腫瘤的精準(zhǔn)診斷，獲得了滿意效果，其后，又對多個腫瘤標(biāo)志物進(jìn)行定量檢測，結(jié)果表明與臨床醫(yī)學(xué)傳統(tǒng)的檢測技術(shù)獲得的結(jié)果具有高度一致性。

  “時間維度多重成像法”以“拍照”的形式取代了原本的活檢手術(shù)，不僅可以直接避免腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移的風(fēng)險，同時也降低了傳統(tǒng)方法在組織切片、處理和評分過程中可能造成的人為誤判風(fēng)險，有望成為一種新型的無創(chuàng)腫瘤診斷方法。

  張凡表示，目前該研究仍停留在實(shí)驗(yàn)室階段，還需進(jìn)一步向臨床試驗(yàn)推進(jìn)。