活体近红外成像技术在肿瘤研究中的应用

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1、东南大学学报(医学版)2011，Apr;30(2):380-383·380·JSoutheastUniv(MedSciEdi)·综述·活体近红外成像技术在肿瘤研究中的应用112严雪娇，刘乃丰，吴国球(1．东南大学附属中大医院心血管病研究所，江苏南京210009;2．东南大学附属中大医院检验科，江苏南京210009)［摘要］将近红外成像技术用于肿瘤研究是目前的一个热点。通过将近红外荧光探针与靶向配体连接实现对肿瘤组织的定位，在肿瘤诊断、治疗和监测中具有重要的意义。作者对近红外成像技术的特点、限制因素及其在肿瘤研究中的应用进展作一综述。［关键词］近红外成像技术;肿瘤研究;

2、近红外荧光探针;文献综述［中图分类号］R445．7;R730．4［文献标识码］A［文章编号］1671-6264(2011)02-0380-04doi:10．3969/j．issn．1671-6264．2011．02．029分子影像学是将影像学与分子生物学等学科相结成像，因而称此波段范围为“近红外组织透明窗［7］合而发展起来的新兴学科，是利用影像学和分子生物口”。研究者对近红外荧光可以用于生物体内且无学技术研究在体条件下分子和细胞内的正常或病理状损监测组织的特点产生了极大的兴趣，并逐渐将其引态过程，在分子和细胞水平反映生物体生理、病理变入到肿瘤诊断、治疗和预后观察中。化

3、，从而为疾病过程的在体监测、基因治疗在体示踪、1．2近红外荧光探针功能分子在体活动规律和药物在体疗效评测的研究提近红外成像需要相应的近红外荧光探针，而选择供了新技术，具有在体、无创、实时、特异、精细显像等合适的荧光探针也正是近红外成像技术研究的关键之［1－4］优点。分子影像学的发展及其临床应用依赖于成一。目前主要采用近红外荧光染料和近红外量子点像技术的发展、理想分子靶标的发现和探针标记技术(near-infraredquantumdots，near-infraredQDs)来作为的进步。目前所应用的高分辨率的成像技术主要有探针。磁共振成像(MRI)、正电子体层成像(P

4、ET)和光学成1．2．1近红外荧光染料迄今已有多种近红外荧光［8］像等。近些年来近红外(near-infrared，NIR)荧光成像染料用于体外和在体的肿瘤探测的研究，其中，吲技术在肿瘤研究领域中展现出巨大的潜力，对于肿瘤哚花青绿(indocyaninegreen，ICG)是第一种由食品药的早期诊断、疗效观察具有重要的意义。品管理局(FDA)批准用于人类的具有代表性的有机染料。之后，许多研究小组合成了应用于肿瘤诊断的1近红外荧光成像技术介绍ICG衍生物、Cy系列菁染料、IRDye系列菁染料。然1．1近红外荧光成像的特点而，大多数染料缺乏对肿瘤组织的特异性。因此，就需［

5、5］［9］近红外荧光成像属于光学成像的一种，近红外要把它们标记到一些特异的靶向分子如抗体、抗体［10－11］光源的波长范围是700～900nm，为人们最早发现的片段、蛋白质和多肽。为了获得靶向化合物，越非可见光区域。在可见光区(400～700nm)成像存在来越多的方法力求把有机染料标记到一些配体作为光着许多问题，比如会受到生物组织中内源性物质(有学探针来扩展它们于在体研究的应用;但是仍存在一氧、无氧血红蛋白、黑色素、水和胆红素等)的吸收、散系列缺点，如激发光谱窄而发射光谱较宽，对生物化学［6］射等对光学成像的影响。然而在近红外区域，组织反应和代谢的抵抗力弱，成像时不易

6、被分辨，抗光漂白的吸收、散射和自发荧光背景都比较低，近红外光源能能力低，有机荧光染料随激发光源照射时间的增长其在生物组织内达到最大穿透深度，并能进行深层组织荧光强度急剧下降，成像发光时间短，其荧光寿命通常［收稿日期］2010-10-11［修回日期］2010-11-15［基金项目］国家自然科学基金资助项目(30840042;30970809)［作者简介］严雪娇(1985-)，女，江苏常州人，在读硕士研究生。E-mail:xiaoxue12．14@163．com［通信作者］刘乃丰E-mail:liunf_2006@126．com;吴国球E-mail:nationball@

7、163．com严雪娇，等．活体近红外成像技术在肿瘤研究中的应用·381·仅为几纳秒，这与很多生物样本的自发荧光衰减的时然后通过将近红外荧光探针与靶向配体连接，实现对间相当，水溶性较差，操作复杂等，使其应用受到了肿瘤组织的定位，促进了活体无损荧光成像技术在肿限制。瘤研究中的发展。如前列腺特异性膜抗原在前列腺癌1．2．2近红外量子点近红外量子点是一种新型的各阶段充分表达，可以作为前列腺癌成像和治疗的靶［27］纳米荧光探针，是峰值发射波长范围在近红外区域点。Liu等把Cy5．5N-羟基丁二酰胺(Cy5．5-NHS)(700～900nm)、由Ⅱ-Ⅵ族元素(C