我国科学家正研发红外“探针”新技术透视人体健康

   中国青年报客户端讯（姚舟怡 殷梦昊 中青报·中青网记者王烨捷）日前，复旦大学庆祝建校118周年的系列学术报告活动中，该校化学系教授、上海市生物医学检测试剂工程中心主任张凡介绍一种由其带领的团队研发的透视人体健康的新技术——近红外光化学探针用于生物医学诊断。

   只需在活体内注射会发光的近红外荧光分子“探针”，结合对人体没有伤害的近红外光学成像仪器，就能隔着皮肤和肌肉监测体内活动，这一科技进步有望在未来为疾病诊断提供新路径。

    这种新技术，就像打开一扇观察人体内部的窗口——只需静脉注射会发光的近红外荧光分子“探针”，即可自动定位到某个器官、肿瘤或是血管，再通过对人体没有伤害的光学成像仪器，就能隔着皮肤和肌肉组织直观清晰观察到肠道的蠕动、肿瘤的边缘、细胞的游走等等——不是静态的“照片”，而是动态的“视频”。

   据悉，目前这种活体荧光成像技术也还有许多问题需要解决。

   “荧光虽然没有辐射，可以很快实施动态监测，但是其组织穿透深度较浅一直以来都是限制其应用的关键科学问题。”张凡介绍，此前，光学成像多使用可见光区（400~700nm）和近红外一区（NIR-I, 700~900nm）的荧光，但由于这一波段在生物组织中具有较高的吸收和散射，其在活体深组织检测中的应用大大受限。

    张凡团队专注于在近红外二区窗口（NIR-II；1000~1700nm）内探索活体深组织成像窗口，并且根据获得的最优窗口开发对应的长波荧光探针和成像仪器，到目前为止已经成功获取了生物体内部多个待测物的动态监测。

   张凡团队累计开发了30余种系列近红外二区有机小分子探针，相关荧光成像设备和探针试剂已实现应用转化，在多家科研机构和医院用于基础研究和临床前研究。

    随着研究的进一步深入，张凡团队发现，荧光成像往往是利用外部激发光源实时激发荧光探针来获取信号，这就不可避免地会产生生物组织背景荧光，从而影响成像的分辨率和信噪比。

    如何寻找优化之法？张凡说，答案就在大自然里。自然界能自主发光的生物并不少，比如鱿鱼、水母、萤火虫等等。“与其受背景荧光干扰，不如尝试将其本身的荧光运用起来。前面提到的‘探针’对人体来说都是‘外来的’，注射到体内后容易被代谢，而如果可以实现近红外生物发光成像就可以更好地实现无激发的高信噪比原位成像追踪。”张凡说，这种思路的转变对于观察癌细胞的转移大有裨益。

    据悉，除了生物医学，近红外荧光分子“探针”还能监测微塑料污染。微塑料是指直径小于5微米的塑料。长期以来由于分析方法的限制，人类大大低估了微塑料暴露的影响，并且对于微塑料在人体内体液和组织的影响的研究仍然非常粗浅。事实上，直径小于2微米的小尺寸微塑料，就可以穿越细胞膜，并在脏器和脑部富集，极有可能引起氧化应激、炎症以及DNA损伤，是人类健康的严重威胁。

    最新研究成果显示，微塑料会随着大气远程传播，并在淡水环境及陆地上沉积。微塑料比人们想象中更广泛地存在于生活中，甚至存在于婴儿的奶瓶里。

    张凡希望，未来能运用好近红外荧光分子“探针”技术，对微塑料进行活体实时动态追踪，为保卫人类健康贡献更多力量。