SNSPD透视小鼠脑部的奥秘
在生物医学领域，科学家们一直渴望拥有“透视眼”——既能看清细胞级的精细结构，又能穿透层层组织直达器官深处。然而，传统荧光成像受限于可见光的高散射性，如同在迷雾中打手电筒，光线被不断反射，最终只能模糊捕捉表层信息。
近日，浙江大学钱骏课题组联合多所机构利用第二近红外窗口（NIR-II）的“超长波”光，结合赋同量子的高灵敏度SNSPD和飞秒激光技术，首次实现小鼠脑部毫米级深度的三通道高清成像，让科学家得以在活体组织中“看”得更深、更清晰、更丰富！
传统NIR-II成像（900-1880 nm）虽优于可见光，但不同子波段的成像效果差异巨大。研究团队通过对比实验发现：
1300 nm滤光片：信号强，但背景噪音高，如同拍照时开了高ISO，画面粗糙。
1400 nm滤光片：信号稍弱，但因水分子在1400-1500 nm波段吸收散射光子，背景噪音大幅降低，信噪比提升23%，可分辨3.5微米血管（相当于头发丝的1/20）。
1500 nm滤光片：信号过弱，难以捕捉深层结构。
关键机制：1400 nm以上的光能巧妙利用生物组织中的水分“清洁背景”，如同在迷雾中架起滤网，只保留有效信号。这一发现为超深成像提供了全新策略！
如何在同一系统中实现多目标追踪？团队祭出“黑科技”——930纳米飞秒激光。它不仅是NIR-II荧光的激发源，还能通过多光子效应激发可见光荧光，实现“一光多用”：
多光子激发：飞秒激光脉冲能量极高，可同时激发蓝、绿、红可见荧光（可标记神经元、星形胶质细胞）。
NIR-II共聚焦：长波荧光穿透更深，专攻血管和肾脏结构成像。
六通道同步：通过精密分光系统，小鼠脑部可同时呈现血管（红）、神经元（绿）、胶质细胞（蓝）的三色影像，肾脏中肾小球与肾小管也清晰可分！
小鼠脑部成像：在无需开颅的活体状态下，穿透1.2毫米组织，捕获200微米深处的神经元网络与微血管动态，分辨率达3.5微米。
肾脏双通道追踪：绿色标记的肾小管细胞与红色标记的肾小球同框呈现，首次在220微米深度实现结构解析，为肾病研究提供新工具。
趣味彩蛋：实验中，若染料未彻底清洗，血管在红光通道会呈现“负片效果”，与NIR-II信号精准对应，仿佛组织自带“防伪水印”！
从模糊到清晰，从单色到多彩，从表层到深层——这项研究助力科学家在活体中窥见生命的精妙细节。正如钱骏教授所言：“我们正用光编织一张更精细的‘生命图谱’，未来或将彻底改变疾病诊断与治疗的方式。”
科学，终将照亮每一个未知的角落。
原文链接：
https://www.jpier.org/issues/volume.html?paper=24101003
