1. 핵심원리

근적외선형광영상현미경은 형광표기와 광학검측기술을 기초로 하는데 그 핵심원리는 다음과 같다.

자극 및 발사: 특정 파장 (일반적으로 650-1700nm) 의 근적외선 자극 샘플 중의 형광 탐지기 (예: 근적외선 염료, 양자점 등) 를 사용하여 탐지기는 광에너지를 흡수한 후 자극 상태로 도약하고, 기본 상태로 돌아갈 때 더 긴 파장의 근적외선 형광을 발사한다.

신호 수집: InGaAs 카메라 또는 광 배율 튜브와 같은 고감도 탐지기는 형광 신호를 포착하여 필터를 통해 배경 잡음을 제거하고 신호 증폭 및 디지털 처리를 통해 이미지를 생성합니다.

심층영상: 근적외선은 생물조직에서 산란계수가 낮고 투과성이 강하며 수밀리메터에서 센치메터급 깊이를 투과할수 있어 생체심층조직상을 실현할수 있다.

2. 독특한 우세

심층 조직 관통력

근적외선은 생물조직에서의 감쇠길이가 가시광선보다 뚜렷이 우월하여 피부, 근육 등 심층조직을 관통할수 있으며 생체종양검사, 혈관영상 및 뇌과학연구에 적용된다.예를 들어, 뇌 이미징에서는 뉴런 활동과 혈관 네트워크 움직임을 관찰할 수 있습니다.

높은 신호 소음비와 낮은 자발 형광

생물조직은 근적외선주파수대역에서 자발형광이 극히 약하고 배경소음이 낮으며 영상신소음비 (SNR) 가 뚜렷이 제고되였다.이 특성은 종양 조기 진단에서 특히 중요하며 미세 부위와 정상 조직을 명확하게 구분 할 수 있습니다.

고감도 및 실시간 모니터링

근적외선 형광 영상은 피몰급까지 낮은 형광 신호를 감지할 수 있으며 실시간 동적 모니터링을 지원한다.약물 개발에서 약물의 체내 분포와 대사 과정을 추적하여 치료 효과를 평가할 수 있다.

다중 모드 융합 및 기능 확장

공초점 현미경, 광음향 영상 등 기술과 결합하여 구조-기능 협동 분석을 실현할 수 있다.예를 들어, 다광자 자극 기술을 결합하여 이미지 깊이와 해상도를 더욱 향상시킵니다.

무방사 및 생물 안전성

근적외선 형광 영상은 엑스선이나 방사성 동위원소 영상에 비해 이온화 방사선이 없어 생물체에 대한 손상이 적어 장기 생체 연구에 적합하다.

3. 응용장면

생물의학: 종양 조기 진단, 혈관 영상, 신경과학 연구.

재료 과학: 반도체 결함 검사, 폴리머 구조 분석.

농업과 식품: 작물생장검측, 식품오염검측.