900-1880 nm被称为近红外二区波段（NIR-II），该波段内活体光学生物成像质量显著优于可见光及近红外一区（360-900 nm）波段，具有高空间分辨率、低背景信号和深层组织穿透力等优点。因此，NIR-II荧光成像成为体内观察和测量的关键工具之一。

       然而，目前的近红外二区发光探针多为外源性化学合成探针，其潜在的生物毒性、可降解性及不可再生性等限制了成像时长，无法实现空间高分辨率的深层组织光学成像。

       2022年11月4日，威尼斯电子游戏大厅许正平教授联合威尼斯电子游戏大厅光电科学与工程学院钱骏教授、公共卫生学院盛静浩副教授在Nature Communications杂志在线发表了题为Long-term monitoring of intravital biological processes using fluorescent protein-assisted NIR-II imaging的研究论文，报道了使用荧光蛋白iRFP713作为近红外二区探针，实现对小鼠肝脏和胰腺的长时间连续成像。体内观察数据表明，其成像时长可大于15个月，显示出在生命过程观察和疾病诊断方面的潜力。

       研究者首先表征了5种近红外荧光蛋白的光谱特性，发现其发射尾部延伸到900-1300 nm的近红外区域并表现出高水平的亮度。其中，iRFP713显示出最亮的相对荧光强度，因此被选作后续成像探针。通过体外模拟组织穿透深度的实验，研究者发现相比于传统的近红外一区成像，iRFP713的近红外二区成像具有更大的组织成像深度。

       为了检测iRFP713活体生物成像的能力，研究者进一步构建了iRFP713转基因小鼠，利用Cre-LoxP实现了该探针的组织特异性表达。为了测试基于iRFP13的近红外二区成像系统是否具有长期生物成像能力，研究者构建了iRFP713肝脏特异性表达小鼠，并成功对肝切除诱导和急性肝损伤诱导两种肝脏再生过程进行长达一周的追踪。为探索其临床应用前景，研究者将iRFP13近红外二区成像系统与Micro-CT成像进行了对比，发现两者具有较好的一致性；就探针而言，iRFP13的成像效果远远优于临床上批准使用的吲哚菁绿。

       最后，为了测试iRFP13近红外二区荧光成像是否具有深层组织成像的能力，研究者构建了iRFP713胰腺特异性表达小鼠，并成功在生理条件下以及胰腺炎病理过程中进行了高分辨率活体成像。

       综上所述，该研究建立了基于iRFP13的近红外二区荧光成像系统，它具有高时空分辨率以及长时间监测的能力，未来或可开发为活体内各种生物过程的成像平台。

       许正平教授、钱骏教授、盛静浩副教授为该论文的共同通讯作者。威尼斯电子游戏大厅博士后陈木雄、威尼斯电子游戏大厅光电科学与工程学院博士后冯哲和威尼斯电子游戏大厅医学院附属邵逸夫医院主治医师樊潇霄为该论文的共同第一作者。该研究成果得到国家自然科学基金、中央高校专项项目、国家重点研发计划项目和博新计划项目资助，以及威尼斯电子游戏大厅“医药+X”多学科交叉人才培养专项计划支持。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-022-34274-w