中國香港X射線-熒光近紅外二區(qū)熒光壽命成像系統(tǒng)共同合作

在探測器技術(shù)上，高性能的超導(dǎo)納米線單光子探測器等先進(jìn)探測器的應(yīng)用，極大提高了系統(tǒng)對微弱熒光信號(hào)的捕捉能力。這些探測器具有超高的靈敏度和快速的響應(yīng)速度，能夠在極短的時(shí)間內(nèi)檢測到單個(gè)光子，實(shí)現(xiàn)對熒光壽命的高精度測量。在信號(hào)處理和圖像重建方面，運(yùn)用先進(jìn)的算法和計(jì)算技術(shù)，對采集到的熒光信號(hào)進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的分析和處理，去除噪聲干擾，重建出清晰、準(zhǔn)確的圖像，為科研人員提供可靠的數(shù)據(jù)支持。納米材料毒理研究新工具，標(biāo)記納米塑料顆粒后，系統(tǒng)可穿透生物組織，在亞細(xì)胞水平可視化其分布與代謝，為材料安全性評(píng)估提供直接證據(jù)。在斑馬魚胚胎中通過肝臟谷胱甘肽探針壽命，量化重金屬暴露的實(shí)時(shí)毒性效應(yīng)。中國香港X射線-熒光近紅外二區(qū)熒光壽命成像系統(tǒng)共同合作

近紅外二區(qū)熒光壽命成像系統(tǒng)在魚類生理學(xué)研究中發(fā)揮重要作用。在研究魚類低氧適應(yīng)機(jī)制時(shí)，系統(tǒng)通過檢測紅細(xì)胞內(nèi)血紅蛋白的熒光壽命變化，可實(shí)時(shí)監(jiān)測鰓組織的氧分壓。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水中溶解氧從6 mg/L降至2 mg/L時(shí)，鯉魚鰓絲的熒光壽命會(huì)延長40%，這種動(dòng)態(tài)響應(yīng)揭示了魚類通過調(diào)節(jié)血紅蛋白氧親和力來適應(yīng)低氧環(huán)境的機(jī)制，為水產(chǎn)養(yǎng)殖的增氧管理提供了科學(xué)依據(jù)。 脊髓損傷修復(fù)的軸突“導(dǎo)航儀”，追蹤再生軸突熒光壽命特征，指導(dǎo)髓鞘化促進(jìn)劑研發(fā)，提升運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)率。中國香港X射線-熒光近紅外二區(qū)熒光壽命成像系統(tǒng)共同合作實(shí)時(shí)觀察菌類侵入根系引發(fā)的鈣信號(hào)波動(dòng)，揭示共生建立的分子機(jī)制。

農(nóng)業(yè)育種領(lǐng)域，近紅外二區(qū)熒光壽命成像系統(tǒng)為作物抗逆性研究提供了新方法。用探針標(biāo)記干旱脅迫下的玉米根系，系統(tǒng)可通過熒光壽命變化量化根系細(xì)胞的氧化應(yīng)激水平。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，耐旱品種在干旱處理時(shí)，根尖細(xì)胞的熒光壽命波動(dòng)幅度比敏感品種小40%，這種分子水平的差異為作物抗逆育種提供了精細(xì)的篩選指標(biāo)，加速了耐旱玉米品種的培育進(jìn)程。桿狀病毒生物農(nóng)藥的研發(fā)“加速器”，追蹤病毒在昆蟲體內(nèi)的復(fù)制動(dòng)態(tài)，以熒光壽命縮短特征篩選高效殺蟲病毒株。

近紅外二區(qū)熒光壽命成像系統(tǒng)在心血管生物學(xué)研究中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。心血管疾病是全球范圍內(nèi)的主要健康威脅之一，深入研究心血管生物學(xué)對于預(yù)防和醫(yī)治心血管疾病至關(guān)重要。在血管生成研究方面，血管生成是指新的血管從已存在的血管中生長出來的過程，這一過程在胚胎發(fā)育、傷口愈合以及腫塊生長等生理和病理過程中都起著關(guān)鍵作用。該系統(tǒng)可以用于觀察血管生成過程中內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移和分化。研究人員可以將熒光標(biāo)記物標(biāo)記在內(nèi)皮細(xì)胞上，利用近紅外二區(qū)熒光壽命成像系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測內(nèi)皮細(xì)胞在體內(nèi)的動(dòng)態(tài)變化，了解血管生成的分子機(jī)制。在***研究中，該系統(tǒng)可以觀察***斑塊的形成和發(fā)展過程，檢測斑塊內(nèi)的炎癥反應(yīng)、脂質(zhì)沉積等情況，為開發(fā)抗***藥物和醫(yī)治方法提供依據(jù)。200atm壓力下通過壽命延長50%解析極端環(huán)境適應(yīng)策略，推動(dòng)深海生物學(xué)研究。

該系統(tǒng)在材料生物相容性評(píng)價(jià)中展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢。將不同表面修飾的醫(yī)用鈦合金植入大鼠肌肉，系統(tǒng)通過檢測植入周圍組織的巨噬細(xì)胞探針熒光壽命，可評(píng)估材料的免疫反應(yīng)——親水性涂層的鈦合金使巨噬細(xì)胞的熒光壽命比疏水性涂層延長30%，表明其引發(fā)的炎癥反應(yīng)更弱。這種分子水平的評(píng)價(jià)技術(shù)為醫(yī)用材料的表面改性提供了精細(xì)指導(dǎo)，加速了新型植入器械的研發(fā)。土壤酶活性的空間“測繪儀”，穿透3cm土層可視化纖維素酶分布，建立與有機(jī)碳含量的量化關(guān)聯(lián)模型。光熱醫(yī)治的精確溫控助手，通過監(jiān)測金納米棒熒光壽命變化，實(shí)時(shí)反饋腫瘤部位溫度分布。吉林近紅外二區(qū)熒光壽命成像系統(tǒng)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

模擬深海環(huán)境檢測攜氧蛋白壽命變化，揭示極端環(huán)境下的分子適應(yīng)機(jī)制。中國香港X射線-熒光近紅外二區(qū)熒光壽命成像系統(tǒng)共同合作

近紅外二區(qū)熒光壽命成像系統(tǒng)，巧妙避開了這些困境。其利用1000-1700nm的近紅外二區(qū)波段光，生物***組織對這個(gè)波段光的吸收和散射明顯降低，從而具備更高的組織穿透深度，能夠深入生物體內(nèi)部進(jìn)行探測。同時(shí)，空間分辨率也得到大幅提升，可清晰呈現(xiàn)出更細(xì)微的結(jié)構(gòu)。在腫塊診療中，它能幫助醫(yī)生更精細(xì)地識(shí)別腫塊邊界，為手術(shù)切除提供可靠依據(jù)；在神經(jīng)系統(tǒng)研究里，可助力探索大腦深處的神經(jīng)活動(dòng)奧秘。該系統(tǒng)憑借其獨(dú)特優(yōu)勢，為生物醫(yī)學(xué)研究開啟了全新的大門，有望在未來帶來更多的突破與驚喜。中國香港X射線-熒光近紅外二區(qū)熒光壽命成像系統(tǒng)共同合作