在生物医学研究、生物成像及材料科学等领域,近红外染料因其独特的荧光特性和在生物体内的良好穿透性而受应用。近红外染料通常被分为两个区域:近红外一区(NIR-I)和近红外二区(NIR-II),两者在波长范围、应用特性及技术细节上存在一定差异。
一、波长范围
近红外一区(NIR-I)
近红外一区染料的波长范围通常定义为700-900纳米(nm)12。这一区域位于可见光的红光与红外光之间,因此其光学特性既具有可见光的某些特点,又表现出红外光的优势。
近红外二区(NIR-II)
近红外二区染料的波长范围则扩展至1000-1700纳米(nm)12。这一区域完全位于红外光谱范围内,具有更深的组织穿透能力和更低的背景荧光干扰。
二、应用特性
近红外一区(NIR-I)
荧光成像:NIR-I染料常用于荧光成像技术,包括荧光染料或荧光探针标记生物分子或组织。这些标记物在激发后发出特定波长的光,通过检测这些光实现对标记物的定位和定量分析。
光学分子成像:利用NIR-I染料,一些分子在吸收光后会产生化学反应或物理变化,通过检测这些变化可以实现对分子行为的可视化1。
荧光寿命成像:该技术利用不同荧光标记物的荧光寿命不同,实现对标记物的鉴别和定位。
近红外二区(NIR-II)
光学散射成像:NIR-II染料在光学散射成像中表现,通过检测散射光实现对组织结构和功能的有效成像。
光声成像:利用光声效应,NIR-II染料能够实现对组织结构和功能的高分辨率成像。
光热:NIR-II染料还能用于光热,将光能转换为热能,实现组织的热疗。
三、技术细节
化学稳定性与穿透性
NIR-II染料通常具有较好的化学稳定性,能在复杂的生物体内环境中保持较长时间的荧光信号。同时,由于组织对近红外光的穿透性较好,特别是NIR-II区域,因此NIR-II染料在深层组织成像和活体动态成像方面具有科研优势。
背景荧光干扰
与可见光区相比,近红外光谱区域的生物体组织自发荧光较少,这减少了背景信号的干扰,有助于提高图像的信噪比和分辨率。
四、选择与应用
在实际应用中,选择NIR-I还是NIR-II染料主要取决于研究目标和实验条件。NIR-I染料在荧光成像和光学分子成像中应用诸多,而NIR-II染料则在深层组织成像、光声成像和光热治疗等领域展现出独特优势。因此,科研人员应根据具体需求选择合适的染料类型。
近红外一区染料和二区染料在波长范围、应用特性及技术细节上存在差异。NIR-I染料适用于浅层组织的荧光成像和分子行为可视化,而NIR-II染料则更适用于深层组织成像、光声成像和光热等科研应用。
【星戈瑞stargraydye】以上数据均来自文献资料,星戈瑞暂未进行独立验证, 仅供参考!(以上文中所述仅限于科研实验及实验室环境)