上转换荧光成像的概念和优势

上转换荧光是指稀土离子吸收两个或两个以上低能光子而辐射一个高能光子的发光现象，通常是近红外光转换为可见光。上转换荧光成像技术（up-converting phosphor technology，UPT）是基于上转换发光材料而发展起来的一种新型标记技术。上转换颗粒 UCP 是由数种稀土金属元素掺杂于某些晶体的晶格中构成的颗粒。由于其独特的结构，这种材料可在红外光区（波长>780 nm）被激发，发射波长远短于激发光的可见光（波长为 300~750 nm）。

上转换荧光成像示意图

(陈敏,熊丽琴,李富友. 上转换发光成像技术与靶向成像应用[J]. 生物物理学报,2010,26(8):702-710.)

由图(a,b,g,h)可知，相比于荧光成像的成像结果，上转换荧光成像的成像结果中，几乎观察不到肠道等器官的背景荧光，而且光的吸收散射等现象也有所减弱，光的穿透更高，整体的成像效果更好。

图(a)(b)为上转换材料成像结果；图(g)(h)为量子点 QD625 成像结果。

在不同激发光，相同发射光的条件下进行成像，上转换荧光成像的信噪比更高

优点：

• 较深的光穿透深度
• 无生物背景荧光干扰
• 对生物组织几乎无损伤

不足之处：

• 成像模式单一
• 上转换荧光材料与光敏剂之间的能量转换效率较低