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2023年5月27日，是復旦大學118周年校慶。“校慶種種活動，以促進科學研究為中心。”從1954年校慶前夕時任校長陳望道提出這一主張開始，在校慶期間舉辦科學報告會，就成為復旦的重要學術傳統(tǒng)之一。
賡續(xù)學術傳統(tǒng)，百年弦歌不絕。5月9日起，來自文社理工醫(yī)各學科的40多位復旦名師將陸續(xù)帶來學術演講。
“2023相輝校慶系列學術報告”第二場，由復旦大學化學系教授、上海市生物醫(yī)學檢測試劑工程中心主任張凡以《透視人體健康的新技術——近紅外光化學探針用于生物醫(yī)學診斷》為題開講。
主講人張凡 戚心茹 攝更精準地實現(xiàn)人體器官和病灶部位的可視化，同時減少對正常組織的損害，一直是人們追求的目標。張凡分享了自己深耕多年的一項新技術——只需在活體內(nèi)注射會發(fā)光的近紅外熒光分子“探針”，結(jié)合對人體沒有傷害的近紅外光學成像儀器，就能隔著皮膚和肌肉監(jiān)測體內(nèi)活動，這一科技進步有望在未來為疾病診斷提供新路徑。
會發(fā)光的“探針”，為手術精準導航
人們很早就有“洞見”自己的需求，夢想能發(fā)明一種無創(chuàng)技術，實現(xiàn)對人體健康的可視化監(jiān)控。
1895年，德國物理學家倫琴發(fā)現(xiàn)X射線，開創(chuàng)醫(yī)學影像技術的先河，目前常用的醫(yī)學影像檢查技術，如CT（Computed Tomography，即電子計算機斷層掃描）就與此有關。然而，如何實現(xiàn)無輻射、實時動態(tài)的活體成像技術一直存在巨大挑戰(zhàn)。因此，優(yōu)化醫(yī)學檢測方法的探索從未止步。
研究人員逐漸發(fā)現(xiàn)，活體熒光成像技術具有無輻射、高時間和空間分辨率、高特異性等檢測優(yōu)勢，能夠為精準手術導航技術領域提供較好的應用前景。
張凡介紹，他開發(fā)了一種新技術，就像打開一扇觀察人體內(nèi)部的窗口——只需靜脈注射會發(fā)光的近紅外熒光分子“探針”，即可自動定位到某個器官、腫瘤或是血管，再通過對人體沒有傷害的光學成像儀器，就能隔著皮膚和肌肉組織直觀清晰觀察到腸道的蠕動、腫瘤的邊緣、細胞的游走等——不是靜態(tài)的“照片”，而是動態(tài)的“視頻”。
“熒光雖然沒有輻射，可以很快實施動態(tài)監(jiān)測，但是其組織穿透深度較淺一直以來都是限制其應用的關鍵科學問題。”張凡介紹。
活動現(xiàn)場 戚心茹 攝隨著研究進一步深入，張凡團隊發(fā)現(xiàn)，熒光成像往往是利用外部激發(fā)光源實時激發(fā)熒光探針來獲取信號，這就不可避免地會產(chǎn)生生物組織背景熒光，從而影響成像的分辨率和信噪比。如何尋找優(yōu)化之法？在張凡看來，最好的答案就在自然里。自然界能自主發(fā)光的生物并不少，比如魷魚、水母、螢火蟲等。“與其受背景熒光干擾，不如嘗試將其本身的熒光運用起來。前面提到的‘探針’對人體來說都是‘外來的’，注射到體內(nèi)后容易被代謝，而如果可以實現(xiàn)近紅外生物發(fā)光成像，就可以更好地實現(xiàn)無激發(fā)的高信噪比原位成像追蹤。”張凡說，這種思路的轉(zhuǎn)變對于觀察癌細胞的轉(zhuǎn)移大有裨益。
創(chuàng)新的機會，就在學科交叉之處
除了生物醫(yī)學，近紅外熒光分子“探針”還能做什么事兒？監(jiān)測微塑料污染，便是張凡近年來關注的方向。
微塑料是指直徑小于5微米的塑料。張凡認為，長期以來由于分析方法的限制，人類大大低估了微塑料暴露的影響，并且對于微塑料在人體內(nèi)體液和組織的影響的研究仍然非常粗淺。事實上，直徑小于2微米的小尺寸微塑料，就可以穿越細胞膜，并在臟器和腦部富集，極有可能引起氧化應激、炎癥以及DNA損傷，是人類健康的嚴重威脅。
人們常以為微塑料對人的影響只是通過由海洋到人類的食物鏈傳播，其實不然。根據(jù)最新研究成果，微塑料會隨著大氣遠程傳播，并在淡水環(huán)境及陸地上沉積，比如美國西部地區(qū)每年就會有120噸微塑料會由大氣沉積到陸地。微塑料比人們想象中更廣泛地存在于生活中，甚至存在于嬰兒的奶瓶里。
張凡希望，未來能運用好近紅外熒光分子“探針”技術，對微塑料進行活體實時動態(tài)追蹤，為保衛(wèi)人類健康貢獻更多力量。
(責任編輯：admin)(來源：澎湃新聞，原題《動態(tài)監(jiān)測體內(nèi)活動，復旦化學系教授開發(fā)了一種會發(fā)光的“探針”》) |
