量子活体成像

对于体内成像，短波红外区域（SWIR; 1,000-2,000 nm）提供了超过可见和近红外区域的⼏个优点：⼀般缺乏⾃发荧光，⾎液和组织的光吸收低，以及散射减少，使得成像具有⾼的时空分辨率和穿透深度；当使⽤ SWIR荧光成像时， 可以使诸如整个⼩⿏呈现半透明；现有⽅法，例如MRI和放射性标记，受限于它们的灵敏度和动态范围或它们的时间分辨率和侵⼊性。SWIR波长下组织的相对透明度使得能够跟踪标记的脂蛋⽩循环并结合靶器官的脉管系统，使我们能够⽣成⼤规模三维⾎流图，⽤于定量描述局部组织微环境。

SWIR区域为此应⽤提供三个好处：⾸先，较长的穿透度允许我们解析⿏标深处器官的图像; 第⼆，由于组织在该光谱区域是半透明的，即使激发通量相对较低，也可以以⾼时间分辨率检测⼩浓度 SWIR QDs; 第三，组织⾃发荧光的相对缺失使得能够⾼度灵敏地检测低⾄飞摩尔状态的浓度，从⽽允许在⼤动态范围内进⾏定量。

使用QD磷脂胶束的无接触监测麻醉和清醒小鼠的心脏和呼吸速率的高速SWIR成像（⾼质量的SWIR发射型铟-砷化物基量⼦点（SWIR发射极的InAs基核-壳（CS）和核-壳-壳（CSS）量⼦点（QD））。

我们利⽤QD对SWIR，通过透明的颅窗对⼩⿏脑内⽣⻓的多形性胶质⺟细胞瘤进⾏成像；

高分辨率、高速SWIR活体内成像，使用QD复合颗粒生成微血管网络的血流图。a–d，对来自图c的肿瘤边缘（a）和健康半球（b）的图像应用多路粒子图像测速方法，为每个切片（c和d）生成流程图；彩色箭头指示流动的方向和速度。

图a如下：

图b如下：

图c，d如下：

SWIR光谱范围之前已被引⼊作为⼀种光谱范围，其中活组织可变为半 透明，因此使⽤荧光成像通过⼩⿏的⽪肤和颅⻣骨观察脑⾎管系统的动力学变化精确检测，例如：流量测量技 术可以通过检测响应外部刺激的⾎流变化来量化和跟踪⼤脑 某些区域的激活；结合新一代的QD可以对镇静和清醒动物 进⾏功能性⽣物医学体内成像，从⽽获得详细信息 关于代谢，超快⽣理学过程例如心跳、呼吸，多个器官的脂蛋白加工；病理过程，例如，肿瘤⾎管⽣成。