熒光成像
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-05
熒光成像的實例教程
分別收集了食蟹猴的尿液和糞便，安樂死其中一只食蟹猴后收集了主要器官，進行了熒光半定量分析。結果發現：AIE探針進入食蟹猴體內，主要分布在肝臟、脾臟和淋巴結，其他器官未檢測到熒光信號。在糞便中檢測到AIE探針的熒光信號，尿液中未檢測到。因此，他們推測AIE探針在食蟹猴體內主要經肝脾代謝，通過糞便排出體外。
圖3 隨機選取一只食蟹猴在靜脈注射AIE探針35天后主要器官的HE染色成像結果。
最后，研究了AIE探針在食蟹猴體內的近紅外二區熒光成像性能。靜脈注射AIE探針后，高清晰地觀察到了食蟹猴前肢、前臂內側、頭皮的血管脈絡，分辨率高達0.4 mm；腋窩皮下注射AIE探針，成功地觀測到食蟹猴的腋窩淋巴結。在此基礎上，挑選一根食蟹猴手臂深動脈血管，通過超聲多普勒成像確定了該血管位于皮下1.5 cm處。實驗結果發現：通過近紅外二區AIE探針可以清晰地觀測到深部靜脈血管，這是首次在靈長類動物上實現厘米級深部血管的近紅外二區熒光成像，對推動二區熒光成像的臨床應用研究具有重要意義。
展開 在成像之前，首先將HeLa細胞與10μMRPS-1孵育，以確保探針攝取和酯酶裂解。使用Coumarin 343單元的458 nm激發（藍色通道）和PS525單元的514 nm（綠色通道）激發，獲得了雙色共焦顯微鏡圖像。然后使用這兩個通道（綠色通道/藍色通道，圖3b）獲得比率圖像。為了評估RPS-1是否可以通過其PS525單元響應細胞內K+的變化，然后用5μM纈霉素對HeLa細胞進行處理，這種化合物已知可以通過膜螯合和轉運鉀，并耗盡K+的細胞內池。在添加纈氨霉素后的0、5、15、30、45、60分鐘拍攝了來自兩個通道的共焦圖像，并與媒介物對照進行了比較。與媒介物對照組相比，作者觀察到了由纈氨霉素刺激的HeLa細胞中綠色/藍色比率強度的明顯降低（圖3c）。
圖3（a）RPS-1的合成和使用RPS-1的細胞內K+庫的比例成像。（b）使用RPS-1的基于時間的比例熒光成像可以監測用5μM纈氨霉素處理1 h的活HeLa細胞中細胞內K+庫的消耗。綠色通道顯示在514 nm激發下來自PS525發色團的發射，藍色通道顯示在458 nm激發下來自香豆素 343發色團的發射。來自兩個通道的熒光比圖像由ImageJ構建。（c）通過ImageJ測量和分析繪制的多個生物學重復樣本的平均熒光強度比。
參考文獻：
doi.org/10.1039/D0SC03844J
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展開 為了揭示三維空間中高聚物結晶形態的演變規律，西安交通大學功能軟材料創新團隊的Goran Ungar教授基于雙光子顯微成像技術開發了針對高聚物及其納米復合材料體系的三維成像技術，成功獲得了高聚物球晶的三維圖像，并且揭示了納米粒子在結晶性高聚物中的分散狀態。通過對等規聚丙烯(iPP)和聚乳酸(PLA)結晶形態的三維成像研究，意外發現PLA納米復合材料靜態下結晶形成了類似“碗”、“花瓶”、“圣杯”等不同于球晶的結晶形態(如圖1所示)。這種非球狀的結晶形態打破了人們對經典高分子物理中靜態條件下高聚物結晶形成球晶的認知，進一步研究揭示了非球狀結晶形態源自于薄膜上下表面兩球晶的成核和生長，球晶生長前沿“depletion”區域的負壓作用產生局部熔體流動，誘導球晶之間產生纖維狀晶體，纖維狀晶體進一步橫向生長最終生成C∞對稱性結晶形態。
圖1. PLA納米復合材料中觀察到的非球狀結晶形態
熒光分子標記物/高聚物體系
如圖2a1-2a4所示，iPP中加入尼羅紅(NR)熒光分子后，熒光顯微鏡下弱熒光強度的圓形區域與偏光顯微鏡下球晶結構相對應；熒光顯微鏡下球晶邊緣呈現亮環在他們前期的研究工作中已被證實是由于球晶生長時，NR分子被排除到球晶的生長前沿[Polymer 191, 122246 (2020)]。圖2a5還展示了熒光顯微成像的另一個優勢，即可以清晰地觀察到球晶碰撞界面由于結晶收縮從蓋玻片表面脫離而產生的牛頓環。為了實現高聚物球晶的三維成像，他們將雙光子熒光成像技術發展至高聚物及其納米復合材料領域。圖2b1和2b2考察對比了單光子和雙光子熒光成像技術，雙光子熒光成像技術在z方向有更高的空間分辨率，并且穿透深度更大。
展開 很多成像技術已經被開發且被應用到這類酶的檢測和成像中，比如磁共振成像(MRI)、核成像、正電子發射斷層成像(PET)和熒光成像。每一種成像技術都不可替代，并在靈敏度、成像深度和分辨率上都有自己的特點。MRI在活細胞中對低含量的酶缺乏足夠的特異性和靈敏度；SPECT和PET具有較高的靈敏度，但分辨率卻不盡如人意。
基于小分子熒光探針的熒光成像技術已被廣泛用于活細胞多個動態過程的可視化和量化中，可實現高靈敏度和快速無損的實時檢測。小分子熒光探針因為結構的可修飾性，因此可以訂制各種各樣的探針來實現細胞和活體內原生環境中酶的實時檢測和成像。
【成果簡介】
近日，湖南大學張曉兵教授（通訊作者）和譚蔚泓院士課題組在Chem. Soc. Rev.上，發表了題為"Recent Progress in Small-Molecule Enzymatic Fluorescent Probes for Cancer Imaging"的綜述。
在這篇綜述中，作者總結了針對酶的小分子熒光探針在癌癥成像中的發展。文章首先闡述了小分子熒光探針在癌細胞中傳感和成像的優勢，以及強調了小分子熒光探針在癌細胞酶活性檢測和成像中的應用和設計策略。隨后，作者討論了小分子酶熒光探針在臨床上的應用和性能，并進一步重點介紹了這個新興領域的挑戰和機會。
【圖文導讀】
1.
展開 用于NIR-Ⅱ熒光成像的SPs/SMs的化學結構式
Scheme 2.與SPs/SMs共沉淀制備有機半導體納米材料的a) 小分子和b) 兩親性聚合物的化學結構式。
Figure 2. NIR-Ⅱ熒光成像
(a). SPN1的吸收和發射光譜
(b). 小鼠的股動脈NIR-Ⅱ熒光成像
(c,d). 基線扣除前后的NIR-Ⅱ熒光強度
(e). 在不同時間，紅框區域內的NIR-Ⅱ熒光成像
(f). 峰值強度和心臟脈搏之間的擬合曲線
(g). SMN3的吸收和發射光譜
(h). 注射SM3和SWCNTs后，小鼠的NIR-Ⅱ熒光成像
(i). 注射SM3后，小鼠器官NIR-Ⅱ熒光強度的定量
(j). 注射SM3和ICG后，小鼠腦血管的熒光成像
(k). 小鼠接受NIR-Ⅱ熒光成像輔助手術切除腫瘤前后的熒光成像
(l). NIR-Ⅱ熒光成像的信噪比
Figure 3. 腫瘤的近紅外生物發光成像
(a). SPNs自發光BRET-FRET示意圖
(b). SPNs-BF生物發光發射光譜
(c). SPN2-BF-cRGD的生物發光成像和熒光成像
(d). c中成像圖的信噪比
Scheme 3.
展開 
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什么是波導？2個月前
與其他光學波導不同，ZMW不支持傳播光學模式，而是用于等離子體、量子光學以及單分子或熒光成像。
介電波導
介電波導是用于構建光纖和片上波導的圓柱形波導。介電波導具有高折射率纖芯和低折射率包層。光波利用全內反射原理傳播：當光試圖從光密介質進入光疏介質時，它會在材料界面被反射回光密介質。因此，導波會被限制在光纖芯中，從而實現損耗盡可能低的遠程傳輸。
在生物醫學領域，800-950nm的近紅外光具有良好的組織穿透性，可用于熒光成像、光動力治療和生物傳感器等。優化后的高亮度、高效率近紅外PeLED有望成為下一代生物醫學成像設備的理想光源。
在通信與傳感領域，近紅外波段是光纖通信的常用窗口，高效率的近紅外PeLED可用于短距離光通信和環境監測傳感器。
模塊化設計：該系統具有高度的靈活性和可定制性，允許用戶根據不同的觀察需求選擇適合的組件，如聚光鏡、觀察筒、物鏡轉盤、載物臺等，這樣的設計使得BX43能夠適應各種應用場合，從基礎的明場觀察到復雜的熒光成像。
優化的人體工學設計：考慮到長時間使用的舒適度，BX43提供了多種符合人體工學的設計選項，包括傾斜觀察筒和可調載物臺，幫助減少用戶的疲勞感。
實驗室用細胞實時監控系統如何選型11個月前
技術參數考量
技術參數是選型的重要依據，常見的技術參數包括：
成像技術：如明場成像、熒光成像、共聚焦成像等。
檢測速度：例如96孔板的檢測速度。
氣體控制：如CO?和O?濃度的實時監控和報警功能。
自動化程度：如自動聚焦、自動數據采集、自動化加藥等功能。
4.
關鍵詞：光學相干斷層掃描；自發熒光；光散射；模型；光線光學；OCT A-line數據
1.簡介
自發熒光（AF）成像是一項已實現的技術，使用藍光來激發自然組織熒光。通過收集高風險區域進行活檢識別，已經證明這項技術對于癌癥的早期檢測和癌的分期是及其有效的。雖然通過白光成像可以容易的檢測浸潤癌，原位癌和高度的癌前病變的檢測卻十分棘手。
目前，主要應用在：生命科學、天文學、化
學成像、生物成像、熒光纖維成像、高速攝影等領域。它的成像原理和普通的民用相機、攝像頭是一樣的，
都是以圖像傳感器（CCD 或 CMOS）為媒介，把光信號轉化為電信號的儀器。但由于應用的領域和工作環
境不同，科學相機一般具有以下顯著特點：
1、 性能穩定 、 可靠，可連續工作，可在各種極限的環境下使用，一般的數碼相機是做不到的。
“紅色光的發射對于眾多應用非常重要，這其中就包括生物成像等，” Gilliard說：“許多人體組織會發出藍光，因此我們很難使用藍色熒光探針進行成像，這也是人們尋找紅色發光材料的眾多原因之一。”
圖2.光致超聲經顱刺激體外神經元細胞的鈣離子熒光成像。比例尺：50微米。
該研究團隊通過免疫熒光成像和電生理學驗證了光致超聲在小鼠模型上的無創神經刺激。
圖3.光致超聲在小鼠模型上無創神經刺激的肌電圖信號。橙黃色：光致超聲刺激。左圖：未處理肌電圖信號。
800nm附近的寬帶近紅外光（NIR）在食品檢測和夜視監測中具有廣闊的應用前景。與近紅外芯片相比，近紅外熒光粉具有成本低、合成工藝成熟、組合可調等優點。 然而，目前氧化物近紅外熒光粉存在半高寬窄、熱穩定性差、光電效率低等缺點。來自中國地質大學（北京）和北京大學等單位的研究人員采用水熱法合成了立方結構的K3ScF6:Cr3+熒光粉。這些磷光體可被藍光（430nm）和紅光（630nm）有效激發，產生從
瞬態吸收與熒光壽命成像
綜上所述，該項工作不僅提出了一種可以同時提高有機太陽能電池效率和穩定性的有效策略，而且系統性地揭示了星型受體分子在三元有機太陽能電池器件中的內在工作機制。
