完成单位：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所、中国科学院上海应用物理研究所、华东理工大学、上海交通大学

完成人：王强斌、诸颖、赵春常、樊春海、李春炎、陈光村、张叶俊、杨红超、凌思思、吴峰

成果简介：本项目围绕国家在生命健康领域的重大战略需求，聚焦创新性近红外II区（1000-1700 nm）荧光影像技术开发及其生物医学应用，开展了如下研究：1）提出和发展了高量子产率、高生物相容性近红外II区Ag基量子点荧光纳米探针体系；2）“从无到有”自主研制了系列高性能近红外II区荧光成像设备；3）实现了近红外II区荧光活体精准“可视化”生物医学研究。项目成果在国际上产生广泛影响，受到国际学术界的高度认可，相关研究结果已发表于J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.等国际权威期刊，总计22篇。出版英文专著3章。申请国家发明专利23项，10项获得授权。研究成果被Nat. Nanotechnol.、Chem. Rev.、Chem. Soc. Rev.等高水平杂志大篇幅引用和正面评价。

创新点及科学价值：

（1）原创性地提出和发展了新型、生物安全的近红外II区荧光Ag基量子点体系，基于能带理论对其光学性质进行精确调控，进一步通过合金化和表面修饰策略成功抑制量子点的体相空位和表面缺陷态，获得了一系列高量子产率、高化学稳定性的近红外II区荧光探针，最高的绝对荧光量子效率为87.2%，为目前报道的近红外II区荧光量子效率的世界记录；

（2）“从无到有”自主研制了全光谱（400-1700 nm）激光共聚焦显微镜、全光谱荧光倒/正置显微镜、小动物近红外II区荧光活体成像系统、小动物全光谱荧光活体成像系统和X射线-全光谱荧光活体成像系统，实现近红外II区荧光成像设备“人无我有”的突破，在无创条件下活体成像的组织穿透深度>15 mm、高空间分辨率~25 μm、时间分辨率~30 ms，较传统荧光（400-900 nm）成像技术实现了数量级提升；

（3）开展了以近红外II区荧光成像技术为指导的肿瘤和脑疾病的“可视化”精准诊疗研究，建立了高靶向肿瘤和高特异性肿瘤微环境响应的诊疗策略，实现了在活体水平对超小肿瘤转移结节（直径0.2 mm）的精准检测、肿瘤组织的快速病理分析（<20 min）；指导建立了高效的化疗和免疫治疗联合治疗方案；“可视化”监控了移植干细胞在体内的分布、增殖和分化行为，明晰了干细胞参与脑疾病治疗的分子机制。

社会经济效益：本项目所建立的近红外II区荧光试剂和跨尺度、多层次影像技术平台，能够实现高灵敏度、高穿透深度、高时空分辨率和实时、原位影像的特点，为精准医学研究提供了活体“可视化”新方法。基于光学的诊断检测在所有检测方法中占比已超过50%，性能优异的新型近红外II区光学诊断试剂及相关设备的研发和产业化将可实现技术迭代，并有望实现我国高端医学诊断产业链的自主可控，具有极其重要的社会和经济价值。

应用前景：本项目开发的原创性近红外II区荧光影像技术为国内外同行在生命分析领域的科学研究及临床转化应用提供了创新方法和支撑技术，有望在体外分子诊断、肿瘤等重大疾病精准诊疗、药物筛选等领域获得广泛应用，推动生命科学的发展和医疗水平的进步。