提高空間分辨率和靈敏度目前，動(dòng)物成像技術(shù)在不斷追求更高的空間分辨率和靈敏度。例如，正電子發(fā)射斷層掃描（PET）成像創(chuàng)新中，深度交互（DOI）測(cè)量技術(shù)在輻射傳感器中的應(yīng)用，有望在保持高空間分辨率的同時(shí)顯著提高靈敏度16。通過開發(fā)基于新型半導(dǎo)體光電探測(cè)器（如硅光電倍增管SiPMs）的DOI探測(cè)器，可以實(shí)現(xiàn)亞毫米級(jí)的空間分辨率，接近PET成像的理論極限。這將使得對(duì)動(dòng)物體內(nèi)微小結(jié)構(gòu)和生物過程的觀測(cè)更加清晰和準(zhǔn)確。小動(dòng)物PET技術(shù)也面臨著提高空間分辨率的挑戰(zhàn)，新的探測(cè)器技術(shù)不斷發(fā)展，有望降低空間分辨率的極限15。這將為研究動(dòng)物體內(nèi)的分子過程和疾病機(jī)制提供更精細(xì)的圖像信息。熒光染料在動(dòng)物成像中標(biāo)記神經(jīng)元的機(jī)制較為復(fù)雜。浙江微泡熒光染料

特異性結(jié)合：生物標(biāo)志物靶向熒光探針是克服早期**檢測(cè)困難的關(guān)鍵。例如，設(shè)計(jì)合成的雙光子熒光探針（NP-C6-CXB）用于檢測(cè)環(huán)氧合酶-2（COX-2）生物標(biāo)志物。該熒光探針以萘酰亞胺為熒光基團(tuán)，塞來昔布為靶向基團(tuán)，在COX-2存在時(shí)，在溶液和*細(xì)胞中發(fā)出明亮的熒光，并且表現(xiàn)出很好的選擇性。其熒光強(qiáng)度與*細(xì)胞中COX-2酶的含量成正比，為COX-2酶表達(dá)的**識(shí)別和切除提供了可視化工具29。基于塞來昔布和苯并吩噁嗪的近紅外發(fā)射（700nm）熒光探針（NB-C6-CCB），用于檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)高爾基體中COX-2酶。在COX-2高表達(dá)的腫瘤細(xì)胞或組織中，該探針發(fā)射出近紅外熒光29。納米載體的作用：聚合物納米載體（膠囊、膠束和二氧化硅納米顆粒）可作為熒光探針的載體，將熒光染料的“智能”特征整合到合成材料中。結(jié)合在pH值或光照射發(fā)生變化時(shí)會(huì)裂解的生物反應(yīng)性成分，是成功設(shè)計(jì)此類載體的基礎(chǔ)，這種載體具有在目標(biāo)部位特異性加載和釋放***劑的能力8。例如，從柿子果實(shí)中制備的高熒光氮摻雜碳點(diǎn)（PCDs），通過1-乙基-3-（3-二甲基氨基丙基）碳二亞胺耦合反應(yīng)，將***藥物阿霉素和吉西他濱固定在PCDs表面，形成PCDs@Dox和PCDs@Gem納米雜化物，用于生物成像和caspase誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡應(yīng)用30。中國(guó)臺(tái)灣天津熒光染料噁嗪衍生物熒光染料由于其在動(dòng)物神經(jīng)成像方面的潛在應(yīng)用價(jià)值，近年來受到了關(guān)注。

引入特定基團(tuán)增加空間位阻：以一個(gè)兼顧光穩(wěn)定性和水溶性的五甲川吲哚菁染料為母體，在中間共軛甲川直鏈引入氯原子和溴原子來增加染料分子的空間位阻，從而增強(qiáng)染料的光穩(wěn)定性。由此合成出來了一系列新型近紅外菁染料，且這類菁染料的斯托克斯位移大于普通多甲川菁染料24。引入大空間位阻基團(tuán)提高光穩(wěn)定性：設(shè)計(jì)合成的染料是以吲哚為母核，通過在母核的N原子上引入空間位阻大的芐基及其衍生物來提高染料的光穩(wěn)定性。循環(huán)伏安測(cè)試表明，合成的五甲川吲哚菁染料相對(duì)于中間共軛鏈有環(huán)己烯的七甲川菁染料有更好的光穩(wěn)定性，同時(shí)也證明在吲哚環(huán)N原子引入芐基及其衍生物確實(shí)比引入直鏈烷基有更好的穩(wěn)定性24。

花色素類有機(jī)熒光染料：優(yōu)勢(shì)：以花色素為染料母核研發(fā)的長(zhǎng)波長(zhǎng)雙光子熒光染料，具有良好的水溶性和光學(xué)性能可控的特點(diǎn)。如通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化制備出的具有光學(xué)可調(diào)控羥基的多功能長(zhǎng)波長(zhǎng)熒光團(tuán)LDOH-4，具有合適的pKa值、熒光量子產(chǎn)率、較長(zhǎng)的吸收與發(fā)射波長(zhǎng)和較大的雙光子活性吸收截面，其熒光強(qiáng)度可通過羥基的保護(hù)與脫保護(hù)進(jìn)行調(diào)控，在“***型”熒光探針設(shè)計(jì)及應(yīng)用領(lǐng)域具有很好的前景17。應(yīng)用場(chǎng)景：可用于生物環(huán)境中硝基還原酶及pH的高靈敏可視化檢測(cè)，如細(xì)胞、組織和***成像研究。熒光開關(guān)在熒光探針、超分辨熒光成像及防偽等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)成像實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)成像對(duì)于研究動(dòng)物體內(nèi)的生理和病理過程具有重要意義。通過將PET動(dòng)態(tài)成像技術(shù)應(yīng)用于高吞吐量多鼠成像方法，可以同時(shí)獲取動(dòng)態(tài)腦圖像4。這為研究動(dòng)物大腦的功能連接和神經(jīng)活動(dòng)提供了新的途徑。動(dòng)物成像技術(shù)還可以結(jié)合基因編碼的神經(jīng)調(diào)節(jié)工具，實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)物大腦活動(dòng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)控13。這將有助于深入了解動(dòng)物的行為和認(rèn)知過程，以及神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生機(jī)制。四、標(biāo)準(zhǔn)化和質(zhì)量控制小動(dòng)物成像的標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)于提高數(shù)據(jù)的有效性和可靠性至關(guān)重要。使用小動(dòng)物成像設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化，以及一般的動(dòng)物處理，是確保數(shù)據(jù)可重復(fù)性和可靠性的關(guān)鍵14。例如，提供有效的小動(dòng)物成像質(zhì)量控制的指導(dǎo)，使用幻像建立質(zhì)量控制計(jì)劃，可以標(biāo)準(zhǔn)化多中心研究或多掃描儀的圖像質(zhì)量參數(shù)。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，需要解決由于動(dòng)物處理引起的額外復(fù)雜性，以確保標(biāo)準(zhǔn)化的成像程序。實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化的動(dòng)物神經(jīng)成像協(xié)議將促進(jìn)動(dòng)物群體成像努力以及元分析和復(fù)制研究，提高研究結(jié)果的可比性和可靠性。合成了一系列中位引入電子給體對(duì)氨基苯或?qū)αu基苯的五甲川菁染料。吉林熒光染料Fluor 680

通過不同的連接方法將四種氨基菁染料通過反相微乳液共價(jià)封裝在二氧化硅納米顆粒內(nèi)。浙江微泡熒光染料

腫瘤細(xì)胞成像：近紅外熒光染料IR-780具備使多種腎透明細(xì)胞*細(xì)胞顯像的能力，對(duì)正常腎胚上皮細(xì)胞則無(wú)此能力，可用于血液中腎透明細(xì)胞*細(xì)胞的特異性診斷。這為腫瘤細(xì)胞的檢測(cè)和診斷提供了新的方法21。疾病標(biāo)志物檢測(cè)：設(shè)計(jì)合成的近紅外熒光探針RB-Phenylacrylate(NOF1)，用于高選擇性和高靈敏度檢測(cè)半胱氨酸(Cys)，并成功應(yīng)用于活細(xì)胞、斑馬魚和小鼠中半胱氨酸的近紅外熒光成像檢測(cè)。近紅外熒光探針RB-Phenyldiphenylphosphinate(NOF2)用于過氧亞硝酸根的熒光成像，實(shí)現(xiàn)了活細(xì)胞和小鼠炎癥模型中ONOO?的熒光成像檢測(cè)。這些探針為疾病標(biāo)志物的檢測(cè)和成像提供了新的手段23。四、支持超分辨率成像新型近紅外氧雜蒽熒光染料如KRhs，可用于超分辨率成像。KRhs顯示出強(qiáng)烈的近紅外發(fā)射峰，在700nm處具有高熒光量子產(chǎn)率，且在沒有增強(qiáng)緩沖液的幫助下，表現(xiàn)出隨機(jī)熒光開關(guān)特性，支持單熒光團(tuán)的時(shí)間分辨定位。KRhs被功能化為KRh-MitoFix、KRh-Mem和KRh-Halo，分別具有線粒體、質(zhì)膜和融合蛋白靶向能力，可用于活細(xì)胞中這些目標(biāo)的超分辨率成像20。浙江微泡熒光染料