近红外荧光成像利用的是波长范围大约在700至1000纳米之间的近红外光。这一波段的光具有较强的组织穿透能力，可以有效减少生物组织中的自发荧光干扰，并降低光散射效应，从而获得更清晰、更深部的成像效果。近红外荧光成像系统通常由激发光源、滤光片、探测器以及图像处理软件组成。首先，特定波长的近红外光照射到标记有近红外荧光探针的样品上，这些探针吸收能量后发射出较长波长的荧光信号。通过滤光片分离激发光与发射光，再由高灵敏度的探测器捕捉荧光信号并转换为数字图像。
应用领域广泛
生物学研究
在生物学研究中，近红外荧光成像系统被广泛应用于细胞追踪、分子影像学及实时监测生物过程等方面。例如，研究人员可以使用近红外荧光标记来观察肿瘤细胞在体内的迁移路径，或者跟踪基因表达的变化。由于近红外光的低背景噪声特性，这种成像方式非常适合用于长时间动态观察，有助于揭示复杂的生物机制。
医学诊断与治疗
近红外荧光成像在临床应用中同样展现出巨大潜力。它可以用于术中导航，帮助外科医生精确定位肿瘤边界或淋巴结转移情况，从而提高手术成功率。此外，在药物开发过程中，近红外荧光成像可用于评估新药在体内的分布及其靶向效率，加快研发进程。对于某些难以治愈的疾病如癌症，该技术还可以辅助早期诊断，通过检测血液或其他体液中的特定标志物实现疾病的早期发现。
材料科学与环境监测
除了生物医学领域外，近红外荧光成像还被应用于材料科学的研究中。例如，在开发新型纳米材料时，可以通过近红外荧光标记来追踪其在复杂环境中的行为，了解其稳定性和潜在应用价值。同时，这项技术也可用于环境污染监测，快速识别水体或土壤中的有害物质。
