MARS近紅外二區小動物活體成像系統是新一代的具有900~1700 nm熒光波長探測范圍的活體成像儀器克服了傳統熒光成像難以在深層組織成像的問題具有更深的穿透深度、更少的背景散射和生物組織自發光干擾、更高的信噪比能夠獲得更高分辨率的圖片。

同時其也具有成本低等優點廣泛應用于分析化學、化學生物學和生物醫學領域是基礎生物研究藥物研發和臨床應用中有效的實時成像手段之一。

此外還有高分辨近紅外二區活體顯微鏡可實現對樣品的高分辨顯微熒光成像。從細胞尺度的分子機理研究到活體尺度的多器官協同作用進行深入的研究為科學家提供一整套的跨尺度光學成像方案。光路系統具備升級3D（NIR-II光譜 共聚焦）的潛在優勢。適用于小動物的細小組織與細胞層面研究。

成像原理

近紅外二區熒光成像是近年來新出現的小動物活體成像技術突破了傳統熒光成像技術的限制具有穿透深度大空間分辨率高速度快等優勢被譽為下一代熒光成像技術。結合紅外二區的生物熒光探針可應用于血管造影、腫瘤成像、臟器成像、淋巴管與淋巴結成像、腸道菌群成像、手術導航、藥理藥效評價及藥物體內分布等眾多研究中。

與傳統的近紅外一區(NIR-Ⅰ,600-900 nm)相比近紅外二區(NIR-Ⅱ,1000-1700 nm)的熒光成像具有組織吸收少光散射弱自發熒光背景低等特點具備更加明顯的光學成像優勢。穿透深度高于15mm空間分辨率優于4um熒光壽命分辨率優于10us采集速度高于1000fps。

光譜圖

不同波長光組織穿透深度的光散射（ａ）和自熒光性質（ｂ）

近紅外I區與II區小鼠顱內血管成像對比

產品特點

（一）全光譜成像

全光譜（可見光-近紅外一區/二區）活體熒光成像系統具備300-1700 nm雙光路設計可實現高靈敏度生物發光（luminescence）與熒光（fluorescence）成像。實現了全光譜范圍內的雙通道高幀頻（>100 fps）與長時間曝光（>30 mins）的信號采集能力且可實現全光譜雙光路的同時成像。深制冷探測器（InGaAs-55/-85/-190 ℃）上抑制暗噪聲提升弱光采集的靈敏度。

*量子效率曲線基于Teledyne Princeton Instruments的EMCCD與InGaAs相機 

（二）全視野成像

MARS系統的全視野成像能力滿足了從微觀到宏觀成像視野的需求（1.5-250 mm）極大豐富了用戶的使用場景腫瘤微環境、腦部精細成像、斑馬魚、眼部血管、神經成像、小鼠大鼠整體成像到兔、犬、猴大動物的局部成像等均可輕松實現。NIR-II成像光路鏡片均采用了900-1700 nm高透射率光學鍍膜（透射率>99%）。

（三）熒光激發光譜 / 高光譜

物質光譜攜帶了豐富的材料學信息我們提供多種光譜解決方案涵蓋300-1700nm吸收光譜300-1700 nm發射光譜細胞/活體原位高光譜成像和全光譜顯微拉曼/熒光一體化系統等；且可實現特色的成像與原位光譜雙模態在行業內為客戶交付了此類系統。

*光譜系統基于Teledyne Princeton Instruments成像光譜儀搭建 

（四）熒光壽命與高精度激光器

MARS系統采用了高精度控制的電子門控激光器(下降沿優于900ns)方便用戶在熒光強度成像與熒光壽命成像之間快速切換而無需繁瑣的硬件系統（如斬波器等）且熒光壽命精度可達15μs。MARS系統內的激光器均為自主研發生產采用全水冷散熱無噪聲無震動輸出功率大于10W可為客戶定制波長需求660/755/780/808/850/915/980/1064/1120/1208nm等可選。

（五）熒光探針與實驗服務

我們與眾多科研院所合作為用戶提供豐富的熒光探針選擇方案小分子量子點AIE稀土納米探針等；可滿足腫瘤靶向血管造影淋巴標記細胞體內追蹤藥物篩選體內分布等眾多應用。同時團隊具有豐富的生物學實驗設計與數據分析經驗可為用戶提供生物成像的培訓及N3服務。

（六）活體多模態成像設計

采用模塊化的結構設計可進行后期功能擴展整合近紅外一區熒光成像超聲光聲CT斷層掃描熒光壽命PET-CMRI等系統實現多模態成像解決方案。其遮光外殼、上下機體可分離組合帶來更加自由的實驗平臺。

（七）X-ray / CT 模塊

我們依據客戶需求研發出市場上可嵌入小動物熒光成像系統的桌面式X-ray激發/CT成像模塊系統頂部配置一塊鉛玻璃在隔離射線輻射的情況下讓350-1700 nm的光透射出射線腔實現Xray激發的熒光成像CT-熒光三維共定位等。

應用示例

部分文獻

1.Ji A, Lou H, Qu C, et al. Acceptor engineering for NIR-II dyes with high photochemical and medical performance[J]. nature communications, 2022, 13(1)3815.
2.Dong S, Feng S, Chen Y, et al. Nerve suture combined with ADSCs injection under real-time and dynamic NIR-II fluorescence imaging in peripheral nerve regeneration in vivo[J]. Frontiers in Chemistry, 2021, 9676928.
3.Feng S, Chen M, Chen Y, et al. Seeking and identifying time window of antitic treatment under in vivo guidance of PbS QDs clustered microspheres based NIR-II fluorescence imaging[J]. Chemical Engineering Journal, 2023, 451138584.
4.Zhang X, Ji A, Wang Z, et al. Azide-dye unexpected bone targeting for near-infrared window ii osteoporosis imaging[J]. Journal of Medicinal Chemistry, 2021, 64(15)11543-11553.
5.Yang S, Zhang J, Zhang Z, et al. More Is BetterAcceptor Engineering for Constructing NIR-II AIEgens to Boost Multimodal Phototheranostics[J]. 2022.
6.Qiu Q, Chang T, Wu Y, et al. Liver injury long-term monitoring and fluorescent image-guided tumor surgery using self-assembly amphiphilic donor-acceptor NIR-II dyes[J]. Biosensors and Bioelectronics, 2022, 212114371.
7.Yang R, Bao G, Li H, et al. Lead/cadmium-free near-infrared multifunctional nanoplatform for deep-tissue bimodal imaging and drug delivery[J]. Materials Today Advances, 2022, .
8.Pan Y, He Y, Zhao X, et al. Engineered Red Blood Cell Membrane‐Coating Salidroside/Indocyanine Green Nanovesicles for High‐Efficiency Hypoxic Targeting Phototherapy of Triple‐Negative Breast Cancer[J]. Advanced Healthcare Materials, 2022, 11(17)2200962.
9.Chen M, Shu G, Lv X, et al. HIF-2α-targeted interventional chemoembolization multifunctional microspheres for effective elimination of hepatocellular carcinoma[J]. Biomaterials, 2022, 284121512.

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