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复旦化学系教授开发了一种会发光的【探针】

时间:2023-05-14 20:10来源:未知 作者:admin 点击:
2023年5月27日,是复旦大学118周年校庆。“校庆种种活动,以促进科学研究为中心。”从1954年校庆前夕时任校长陈望道提出这一主张开始,在校庆期间举办科学报告会,就成为复旦的重要学术传统之一。
2023年5月27日,是复旦大学118周年校庆。“校庆种种活动,以促进科学研究为中心。”从1954年校庆前夕时任校长陈望道提出这一主张开始,在校庆期间举办科学报告会,就成为复旦的重要学术传统之一。
 
赓续学术传统,百年弦歌不绝。5月9日起,来自文社理工医各学科的40多位复旦名师将陆续带来学术演讲。
 
“2023相辉校庆系列学术报告”第二场,由复旦大学化学系教授、上海市生物医学检测试剂工程中心主任张凡以《透视人体健康的新技术——近红外光化学探针用于生物医学诊断》为题开讲。
 
 
主讲人张凡 戚心茹 摄更精准地实现人体器官和病灶部位的可视化,同时减少对正常组织的损害,一直是人们追求的目标。张凡分享了自己深耕多年的一项新技术——只需在活体内注射会发光的近红外荧光分子“探针”,结合对人体没有伤害的近红外光学成像仪器,就能隔着皮肤和肌肉监测体内活动,这一科技进步有望在未来为疾病诊断提供新路径。
 
会发光的“探针”,为手术精准导航
 
人们很早就有“洞见”自己的需求,梦想能发明一种无创技术,实现对人体健康的可视化监控。
 
1895年,德国物理学家伦琴发现X射线,开创医学影像技术的先河,目前常用的医学影像检查技术,如CT(Computed Tomography,即电子计算机断层扫描)就与此有关。然而,如何实现无辐射、实时动态的活体成像技术一直存在巨大挑战。因此,优化医学检测方法的探索从未止步。
 
研究人员逐渐发现,活体荧光成像技术具有无辐射、高时间和空间分辨率、高特异性等检测优势,能够为精准手术导航技术领域提供较好的应用前景。
 
张凡介绍,他开发了一种新技术,就像打开一扇观察人体内部的窗口——只需静脉注射会发光的近红外荧光分子“探针”,即可自动定位到某个器官、肿瘤或是血管,再通过对人体没有伤害的光学成像仪器,就能隔着皮肤和肌肉组织直观清晰观察到肠道的蠕动、肿瘤的边缘、细胞的游走等——不是静态的“照片”,而是动态的“视频”。
 
复旦化学系教授开发了一种会发光的探针
 
“荧光虽然没有辐射,可以很快实施动态监测,但是其组织穿透深度较浅一直以来都是限制其应用的关键科学问题。”张凡介绍。
 
 
活动现场 戚心茹 摄随着研究进一步深入,张凡团队发现,荧光成像往往是利用外部激发光源实时激发荧光探针来获取信号,这就不可避免地会产生生物组织背景荧光,从而影响成像的分辨率和信噪比。如何寻找优化之法?在张凡看来,最好的答案就在自然里。自然界能自主发光的生物并不少,比如鱿鱼、水母、萤火虫等。“与其受背景荧光干扰,不如尝试将其本身的荧光运用起来。前面提到的‘探针’对人体来说都是‘外来的’,注射到体内后容易被代谢,而如果可以实现近红外生物发光成像,就可以更好地实现无激发的高信噪比原位成像追踪。”张凡说,这种思路的转变对于观察癌细胞的转移大有裨益。
 
创新的机会,就在学科交叉之处
 
除了生物医学,近红外荧光分子“探针”还能做什么事儿?监测微塑料污染,便是张凡近年来关注的方向。
 
微塑料是指直径小于5微米的塑料。张凡认为,长期以来由于分析方法的限制,人类大大低估了微塑料暴露的影响,并且对于微塑料在人体内体液和组织的影响的研究仍然非常粗浅。事实上,直径小于2微米的小尺寸微塑料,就可以穿越细胞膜,并在脏器和脑部富集,极有可能引起氧化应激、炎症以及DNA损伤,是人类健康的严重威胁。
 
人们常以为微塑料对人的影响只是通过由海洋到人类的食物链传播,其实不然。根据最新研究成果,微塑料会随着大气远程传播,并在淡水环境及陆地上沉积,比如美国西部地区每年就会有120吨微塑料会由大气沉积到陆地。微塑料比人们想象中更广泛地存在于生活中,甚至存在于婴儿的奶瓶里。
 
张凡希望,未来能运用好近红外荧光分子“探针”技术,对微塑料进行活体实时动态追踪,为保卫人类健康贡献更多力量。

(来源:澎湃新闻,原题《
动态监测体内活动,复旦化学系教授开发了一种会发光的“探针》)
(责任编辑:admin)
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