In vivo ultrasound-induced luminescence molecular imaging

体内超声诱导发光分子成像

论文信息：Youjuan Wang、Zhigao Yi、Jing Guo、Shiyi Liao、Zhe Li、Shuai Xu、Baoli Yin、Yongchao Liu、Yurong Feng、Qiming Rong、Xiaogang Liu、Guosheng Song、Xiao-Bing Zhang and Weihong Tan 

DOI: https://doi.org/10.1038/s41566-024-01387-1

主讲人：王睿，2024年12月22日

研究背景

   1. 光学成像技术的局限性：光学成像在研究生物或病理过程以及疾病诊断中非常重要，但传统的光学成像技术由于组织穿透性差而受到限制。

   2. 超声成像的优势：超声成像作为一种广泛使用的成像技术，具有成本效益、实时、非侵入性和安全性高的特点，类似于非电离辐射，使其在临床设置中常用于解剖和功能成像。

   3. 超声诱导发光的潜力：尽管声致发光在历史上被认为是“没潜力”的研究方向，但谭蔚泓院士团队在这一领域取得了突破，成功开发出一种创新的超声发光成像技术，利用超声波激发荧光分子在活体内产生发光信号，实现了高强度的光学信号输出。

   4. 超声诱导发光分子成像技术的应用前景：该技术不仅提供了高质量的成像结果，还具有无辐射操作、手持式激发、易于使用、安全且不需要昂贵仪器等多个关键优势，为生物医学成像领域带来了突破。

研究内容

   本研究提出了一种创新的体内超声诱导发光（UIL）分子成像技术，通过两步粒子内能量转换过程激活发光分子或纳米颗粒，实现了高灵敏度、高特异性的成像。该技术不仅显著提高了发光强度和信号噪声比，还具备良好的组织穿透能力，成功应用于肿瘤成像、淋巴结映射、腹膜转移肿瘤检测以及药物诱导肝毒性评估等多个领域，展现了其在临床前研究和未来临床应用中的巨大潜力。

要点：

   该文献报道了一种新型的超声诱导发光（UIL）成像技术，通过利用超声激活发光分子或纳米颗粒，实现了高亮度、高信噪比的体内成像，该技术提供了延迟成像和实时成像两种模式，具有高达2.2厘米的组织穿透能力和1.46毫米的空间分辨率，成功应用于肿瘤、淋巴结和腹膜转移肿瘤的成像，并设计了基于共振能量转移的分析物激活发光探针，用于评估药物诱导的肝毒性和监测免疫治疗反应，为活体动物的病理生理过程研究和癌症治疗监测提供了一种新的无创成像工具。

总结与展望：

   本研究提出了通过两步粒子内能量转换过程实现强度和活体超声诱导发光成像的进展。值得注意的是，超声诱导发光的强度超过声致发光，同时与传统荧光成像相比，还表现出最小的背景噪声，改进的信噪比，成像灵敏度和成像深度。此外，与x射线激活发光、生物发光或切伦科夫发光相比，它具有几个关键优势，包括无辐射操作、手持式激发、易用性、安全性和不需要昂贵的仪器