近紅外熒光雙模態(tài)成像在腫瘤診療研究中的應(yīng)用

圖3. 注射治療性納米復(fù)合材料MUCNPs@BPNs-Ce6后不同時間，Hela荷瘤小鼠體內(nèi)腫瘤的MR圖像（左）和MR信號強度（中）以及熒光圖像（右）。結(jié)果表明，該探針可作為一種良好的診療劑，同步進行針對腫瘤的NIR-I/MRI成像以及提供高效的光動力治療（PDT）和光熱治療（PTT）。

• 近紅外熒光成像/光聲成像（NIR-I/PAI）

PAI是一種新興的生物醫(yī)學(xué)成像方法，主要基于惡性組織和健康組織具有不同的光聲效應(yīng)。由于不同器官間的光聲信號變化不大，往往需要使用對PAI具有較高靈敏度的外源造影劑。PAI可以提供較高的超聲分辨率，NIR-I和PAI的結(jié)合是一種兼具微觀空間分辨率和宏觀超靈敏度的有效成像策略。雙模態(tài)NIR-I/PAI探針中的NIR-I熒光團可被用于PAI的造影劑。除傳統(tǒng)花青染料外，研究人員還致力于開發(fā)新的結(jié)構(gòu)以獲得更好的吸收和發(fā)射性能，例如，對現(xiàn)有的半氰胺染料進行硫取代，用此種方法構(gòu)建得到的AS-Cy-NO2染料，可通過雙比率NIRF/PA成像量化異種移植乳腺癌模型小鼠的缺氧程度。

圖4. 注射AS-Cy-NO2后，4T1荷瘤裸鼠缺氧時的體內(nèi)比率熒光成像（左）和光聲成像（右）。

• 近紅外熒光成像/計算機斷層成像（NIR-I/CT）

CT技術(shù)可以根據(jù)不同的X射線衰減程度對感興趣區(qū)域的組織進行3D重建，是一種功能強大的無創(chuàng)成像技術(shù)，具有空間分辨率高、解剖信息準(zhǔn)確、價格相對實惠等優(yōu)點�；�于CT的高空間分辨率，NIR-I/CT雙模態(tài)成像具有高度互補性，其中，NIR-I可作為一種高靈敏度的實時成像技術(shù)來發(fā)揮作用，而CT則可以提供幾乎沒有穿透限制的3D解剖細節(jié)。
隨著技術(shù)的進步，除傳統(tǒng)的二維熒光成像外，三維近紅外熒光成像與CT的結(jié)合可最大程度發(fā)揮這兩類成像方式的優(yōu)勢。例如，一種將三維近紅外熒光斷層掃描與CT相結(jié)合的多模態(tài)成像系統(tǒng)FLECT/CT，可以在單次采集過程中，同步收集活體小鼠深層組織的熒光與CT數(shù)據(jù)，進行全角度的3D斷層成像，使結(jié)果更加接近體內(nèi)真實情況，同時滿足研究人員對精確定位與定量分析的需求，有助于快速篩選NIR-I/CT小分子探針及納米探針。

圖5.  對注射不同探針樣品后24 h和48 h的LLC荷瘤小鼠進行3D熒光斷層成像，對探針在腫瘤中的積累進行相對定量分析。

圖6. 利用激光激發(fā)小鼠體內(nèi)的NIR-I探針，F(xiàn)LECT/CT系統(tǒng)的探測器以環(huán)繞方式收集發(fā)射光信號：①隨著機體位置的不斷改變，完成從3D采集、重建到可視化分析的全方位掃描分析過程；②同軸一體的CT功能為熒光信號提供精確的解剖學(xué)參考；③與PET或SPECT相比，F(xiàn)LECT 技術(shù)可提供一種無放射性同位素標(biāo)記的光學(xué)成像，在不損失靈敏度和準(zhǔn)確度的情況下，有效提高安全性，同時降低成本。

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