图5. 使用NIR-II成像引导的治疗范例。 　　 

　　小结： 

　　自NIR-II荧光成像概念首次提出以来的十年中，各种NIR-II荧光团和兼容的宏观、中观和微观成像仪器相继问世，为生物医学应用提供了强有力的工具。然而，这种尖端的成像技术还处于相对早期的发展阶段，在临床前研究和临床实践中大量应用之前，还需要解决一些关键问题，加快推进近红外II区荧光影像技术的临床应用。  

　　对于NIR-II荧光团：鉴于其生物应用，首先和最重要的问题是NIR-II荧光团的生物安全性。必须具备优异的光学性能、方便的功能化和良好的相容性。同时，还应考虑开发新的内源性标记策略。 

　　对于NIR-II成像系统：由于生理和病理过程的复杂性和动态变化特点，应该从不同的空间和时间尺度对其进行评估。尽管成像设备领域取得了长足的进步，但仍有许多重要问题需要进一步解决。由于生物体的复杂性和动态变化的特性，需要开发NIR-II实时多通道成像系统、NIR-II活体内窥镜成像系统及NIR-II荧光成像结合其他成像技术，如MRI和CT，NIR-II成像系统，以加快推进近红外II区荧光影像技术的临床应用。 

　　对于NIR-II成像的未来应用：随着新型NIR-II探针和NIR-II成像系统的发展，NIR-II成像已成为活体检测深部组织结构和功能以及指导精确治疗的有力成像工具。在未来，我们相信NIR-II成像将有助于广泛的基础和临床研究。 

　　（1） 对于肿瘤学研究，NIR-II成像为肿瘤的三维结构、血管分布、血流和动态免疫细胞浸润过程提供了可能。进一步发展多种内源性和外源性NIR-II探针的多光谱成像方法，将为全面分析肿瘤的发生、发展和转移提供一种独特的工具，从而为肿瘤的精确诊断和治疗提供理论依据。 

　　（2） 在再生医学领域，非侵入性NIR-II成像也将在探索胚胎和器官的发育过程以及干细胞的谱系和命运等基本生物学问题方面发挥重要作用。由于传统的荧光不能穿透活体组织原位报告胚胎发育，因此活哺乳动物复杂的胚胎发育过程尚未完全阐明。由于NIR-II成像的深入组织渗透性，多光谱NIR-II成像结合细胞谱系追踪技术可以观察活体胚胎的发育动态，包括血管生成、神经发生和器官发生。 

　　（3）对于神经科学研究，NIR-II成像也有着广阔的应用前景。例如，对膜电位敏感的NIR-II探针的进一步开发，可能提供一种以亚毫秒时间分辨率和亚细胞空间分辨率同时监测深部组织中大量神经细胞群体的神经活动的可能性。此外，开发可激活的NIR-II探针，这种探针能够特异地感知离子和神经递质，如K+、Ca2+和多巴胺，将大大加强对神经活动的化学机制的研究。不仅将促进对高级神经活动的探索，而且有助于揭示神经疾病的基本机制和开发有效的治疗方法。   

　　（4） 在临床应用方面，NIR-II成像最有前景的应用是图像引导肿瘤手术。先进的NIR-II成像技术将大大提高肿瘤手术的精度。此外，NIR-II成像引导下的PDT/PTT也可用于近期临床试验，以获得更准确、安全、有效的PDT/PTT治疗肿瘤。此外， NIR-II成像在临床心血管疾病的精确诊断和治疗方面也具有很大的潜力。当然，要将近红外成像技术全面推广到临床，还需要下大力气。  

　　文章链接： 

　　ChunyanLi, Guangcun Chen, Yejun Zhang, Feng Wu, Qiangbin Wang*. Advanced FluorescenceImaging Technology in the Near-Infrared-II Window for Biomedical Applications. J.Am. Chem. Soc., 2020. 

　　DOI:10.1021/jacs.0c07022  

　　王强斌研究员： 

　　1992年9月-1996年7月 中国石油大学 应用化学 学士; 

　　1996年9月-1999年3月 中国石油大学 应用化学 硕士; 

　　1999年4月-2002年3月 华东理工大学 材料学 博士; 

　　2002年4月-2004年3月 上海交通大学纳米科学与技术工程研究中心 讲师; 

　　2004年4月-2006年3月 ArizonaState University化学系 博士后; 

　　2006年4月-2008年7月ArizonaState University生物设计研究院 助理研究教授 

　　2008年7月至今苏州纳米科学技术与纳米仿生研究所 研究员 博士生导师。 

　　主要研究领域：1. 纳米化学；2. 纳米-生物界面；3. 纳米生物光子学。主要从事纳米材料的制备、表面功能化及其生物医用应用研究，是江苏省自然科学基金优秀青年学者奖，国家自然科学基金优秀青年学者奖，日本化学学会特等讲座奖，国务院政府特殊津贴获奖人，2017江苏省科学技术奖一等奖获得者，也是国际学术期刊Small，Chemical Communications，Nanotechnology，Journal of Materials Chemistry, Journal of Applied Polymer Science的特约审稿人。