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IR VIVO｜Photon Etc. 的 NIR-II 小動物 In Vivo 成像系統
突破性的第二近紅外光窗口(NIR-II)小動物光學成像平台
IR VIVO 系列代表小動物光學成像領域的革命性突破。本系統採用先進的 NIR-II 技術(900-1600 nm),搭載 Photon Etc. 超低雜訊 "InGaAs" 相機(Alizé 1.7 或 ZephIR 1.7),結合創新的均勻照明技術與強大的分析軟體,提供即時、高解析度與深層組織穿透的卓越成像能力,是推動生物分布研究與癌症研究的重要工具。
什麼是 NIR-II 成像技術?
第二近紅外光窗口(NIR-II,900-1700 nm)成像技術是活體光學成像領域的重大突破。相較於傳統的可見光(400-700 nm)與第一近紅外光窗口(NIR-I,700-900 nm),NIR-II 波段在生物組織中展現出顯著的優勢,為深層組織成像與即時生物標誌物追蹤提供了前所未有的可能性。
圖一:NIR-II 波段相較於可見光與 NIR-I 波段在小動物成像中展現出更低的自體螢光與更高的組織穿透能力
NIR-II 成像技術的核心優勢
極低自體螢光干擾
生物組織在 NIR-II 波段的自體螢光極低,大幅降低背景訊號干擾。相較於可見光與 NIR-I 波段,NIR-II 成像能提供更高的訊噪比,使微弱訊號的檢測成為可能,特別適合追蹤低濃度的生物標誌物與藥物分子。
卓越的組織穿透深度
NIR-II 光波在生物組織中的散射與吸收顯著降低,可實現更深層的組織穿透。這項特性使研究人員能夠觀察深層器官與組織結構,無需侵入性手術即可進行內部生理與病理過程的即時監測。
高時間與空間解析度
結合 "InGaAs" 相機的高靈敏度與快速成像能力,IR VIVO 系統能夠捕捉動態生理過程。從心跳、呼吸到血液循環,系統可提供毫秒級的時間解析度,同時維持優異的空間解析度,實現即時生理參數監測。
多光譜成像能力
系統配備濾光輪設計,可在單次實驗中同時追蹤多種螢光探針。這項功能對於研究複雜的生物交互作用、藥物動力學與多重生物標誌物的同步追蹤至關重要,大幅提升實驗效率與數據豐富度。
圖二:吲哚菁綠(ICG)在不同波長下的成像動力學比較,展示 NIR-II 波段的優越性能
圖三:不同 NIR 螢光探針在 NIR-I 與 NIR-II 波段的成像對比,顯示波長選擇對影像品質的關鍵影響
NIR-II 成像的臨床前研究應用
藥物動力學與生物分布研究
IR VIVO 系統為藥物開發提供強大的視覺化工具。研究人員可以即時追蹤藥物分子在體內的分布、代謝與排除過程,無需犧牲動物即可獲得連續的動態數據。系統能夠:追蹤藥物在不同器官的累積與清除速率,評估藥物的生物利用度與組織分布特性,監測標靶藥物的特異性結合與作用時程,優化給藥方案與劑量設計。這些即時、非侵入性的數據對於理解藥物行為、預測療效與副作用,以及加速新藥開發流程具有重要價值。
圖四:使用 NIR-II 螢光成像技術即時監測 ICG 在小鼠體內的血管分布與藥物動力學
血管造影與微循環研究
NIR-II 成像在血管系統研究中展現卓越性能。憑藉高對比度與深層穿透能力,系統可清晰呈現血管網絡結構,包括微小血管與深層血管。應用範圍涵蓋:腫瘤血管新生的動態監測,缺血性疾病的血流灌注評估,心臟血管功能的即時評估,淋巴系統的成像與功能研究。透過非接觸式成像,研究人員可以在清醒或麻醉狀態下測量心跳、呼吸頻率等生理參數,為心血管疾病研究提供寶貴的病理生理資訊。
腫瘤研究與標靶治療評估
在癌症研究領域,IR VIVO 系統提供多維度的研究視角。研究人員可以:追蹤腫瘤生長與轉移過程,評估標靶探針在腫瘤組織的特異性累積,監測免疫細胞在腫瘤微環境中的浸潤,評估治療反應與療效。系統支援多種腫瘤標誌物的同時成像,有助於理解腫瘤異質性、腫瘤微環境與治療抗藥性機制,為精準醫療與個人化治療策略提供實驗依據。
圖五:使用 IRDye 800CW 標靶探針進行的活體短波紅外線(SWIR)成像,展示腫瘤標靶成像的高特異性
器官功能與代謝研究
NIR-II 成像技術為器官功能評估開闢新途徑。透過特定探針的應用,系統能夠:監測肝臟代謝與膽道排泄功能,追蹤腎臟濾過與排泄過程,觀察胃腸道蠕動與消化功能,評估腦部血流與神經活性。這些非侵入性的功能成像為代謝性疾病、器官衰竭與神經退化性疾病的研究提供重要的視覺化工具,有助於疾病機制的闡明與新治療方法的開發。
IR VIVO 產品系列
IR VIVO 系列提供三款精心設計的成像系統,滿足不同研究需求與預算考量,從標準型到整合型解決方案,為您的研究提供最適配的工具。
IR VIVO 標準型
NIR-II 領域的標竿系統
IR VIVO 標準型代表小動物螢光成像的最高水準,配備最完整的功能與最佳的性能表現。系統特色包括:光譜範圍涵蓋 900-1600 nm 的完整 NIR-II 窗口,四種激發雷射波長(670、760、808、890 nm)提供最大彈性,可變視野設計(80×64 mm 至 50×40 mm)適用於全鼠或單一器官成像,手動 XY 與電動 Z 軸樣品台,實現精準的樣品定位,搭載 Alizé 1.7 超低雜訊 "InGaAs" 相機,提供無與倫比的靈敏度。本系統適合對影像品質與實驗彈性有最高要求的研究團隊。
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IR VIVO Essence
簡化您的活體成像之路
Essence 型號為初次接觸 NIR-II 成像技術的研究團隊提供理想的入門選擇,在維持優異成像品質的同時,簡化了操作流程與系統配置。系統特色包括:相同的 900-1600 nm NIR-II 光譜範圍,兩種核心激發波長(808、890 nm)滿足多數應用需求,固定視野(80×64 mm)優化單鼠成像,固定式樣品台設計,簡化操作流程,配備 Alizé 1.7 "InGaAs" 相機,確保高品質成像。Essence 以更精簡的配置與更友善的操作介面,讓研究團隊快速獲得可靠的實驗結果,是預算有限但不願在品質上妥協的最佳選擇。
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圖六:IR VIVO / Essence 系統光路設計示意圖,展示精密的光學配置與訊號路徑
IR VIVO SynIRgy
開創螢光成像的協同新時代
SynIRgy 代表螢光成像技術的全新里程碑,整合可見光與 NIR-II 雙成像系統,為多模態生物標誌物視覺化提供完整解決方案。系統特色包括:雙相機配置:EMCCD(400-1000 nm)與 "InGaAs"(900-1600 nm),涵蓋從可見光到 NIR-II 的完整光譜,五種激發波長(465、520、670、760、808 nm)支援最廣泛的螢光探針,整合生物發光成像功能,實現多維度標誌物追蹤,全電動 XYZ 樣品台,提供最高的自動化程度與實驗通量。SynIRgy 特別適合需要同時追蹤多種生物標誌物、結合生物發光與螢光成像,或進行大規模篩選的研究計畫,是追求極致研究能力的旗艦選擇。
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圖七:SynIRgy 雙模態系統光路設計,整合可見光與 NIR-II 成像能力
圖八:SynIRgy 整合 NIR 螢光與生物發光成像的應用範例
IR VIVO 系列規格比較
圖九:IR VIVO 三款機型的完整規格對照表
| 規格項目 | IR VIVO 標準型 | Essence | SynIRgy |
|---|---|---|---|
| 發射光譜範圍 | 900-1600 nm | 900-1600 nm | 可見光:400-1000 nm NIR-II:900-1600 nm |
| 濾光系統 | 濾光輪,最多 6 個發射通道 | 濾光輪,最多 6 個發射通道 | 濾光輪,最多 6 個發射通道 |
| 激發光源 | 雷射:670、760、808、890 nm 可調整功率密度 |
雷射:808、890 nm 可調整功率密度 |
雷射:465、520、670、760、808 nm 可調整功率密度 |
| 鏡頭規格 | 50 mm f/1.4 鏡頭 | 50 mm f/1.4 鏡頭 | 可見光:35 mm f/0.95 NIR-II:50 mm f/1.4 |
| 視野範圍 | 80×64 mm 至 50×40 mm 可變視野,適用單鼠或器官成像 |
固定視野:80×64 mm 單鼠成像 |
80×64 mm 至 50×40 mm 可變視野 |
| 樣品台 | 手動 XY,電動 Z 軸 | 固定式樣品台 | 全電動 XYZ 軸 |
| 系統尺寸(長×寬×高) | 77×60×98 cm | 77×60×98 cm | 92×76×110 cm |
| 相機類型 | InGaAs(Alizé 1.7) | InGaAs(Alizé 1.7) | EMCCD & InGaAs(Alizé 1.7) |
多波段成像對比
以下展示不同波段(可見光、NIR-I、NIR-II)在小動物成像中的實際對比,清楚呈現 NIR-II 技術在自體螢光抑制、組織穿透與成像品質方面的革命性優勢。
可見光 vs NIR-I vs NIR-II 系統性比較
此對比圖清楚展示三種不同波段在小動物成像中的表現差異。可見光成像受限於高自體螢光與強烈光散射,影像對比度極低;NIR-I 波段雖有改善,但仍存在明顯的背景訊號干擾;而 NIR-II 波段則展現出卓越的訊噪比與清晰的組織結構,背景幾乎完全被抑制,使微弱的螢光訊號得以清晰呈現。
ICG 藥物動力學定量分析
使用吲哚菁綠(ICG)在不同波長下進行的成像動力學定量比較。圖表顯示 NIR-II 波段不僅提供更高的訊號強度,還能捕捉到更細緻的動態變化。定量數據清楚表明,NIR-II 成像在靈敏度、背景抑制與時間解析度方面均顯著優於較短波長,為藥物動力學研究提供更可靠的定量參數。
NIR-I vs NIR-II 螢光探針成像對比
不同 NIR 螢光探針在 NIR-I 與 NIR-II 波段的成像品質比較。此圖展示波長選擇對影像品質的關鍵影響,較長波長的探針在 NIR-II 窗口展現出更優異的穿透深度與更低的背景訊號。這突顯了選擇適當波段探針對於獲得高品質成像數據的重要性,也證明 NIR-II 技術為螢光成像開闢的新可能性。
實際應用範例
IR VIVO 系統已在全球領先的研究機構中獲得廣泛應用,以下展示系統在不同研究領域的實際應用成果。
即時血管造影與藥物動力學
使用 ICG 在 NIR-II 波段進行的即時血管成像,清晰展現血管網絡結構與藥物分布動態,單次注射即可同時測量心跳、呼吸與腸道收縮頻率。
腫瘤標靶成像
使用 IRDye 800CW 標靶探針的活體短波紅外線成像,展示高特異性的腫瘤標靶能力與優異的訊噪比,適用於腫瘤邊界界定與治療效果評估。
常見問題
IR VIVO: Advanced NIR-II In Vivo Imaging System for Small Animal Research
The IR VIVO family represents a transformative breakthrough in small animal optical imaging, offering unparalleled capabilities in the second near-infrared window (NIR-II, 900-1600 nm). Developed by Photon Etc., this state-of-the-art imaging platform empowers researchers to visualize biomarkers in their dynamic in vivo context with exceptional contrast resolution and sensitivity.
Revolutionary NIR-II Imaging Technology
NIR-II imaging technology provides significant advantages over traditional visible light and NIR-I (700-900 nm) imaging. The NIR-II spectral window exhibits minimal tissue autofluorescence, reduced light scattering, and lower absorption in biological tissues, enabling deeper tissue penetration and higher signal-to-noise ratios. These characteristics make NIR-II imaging ideal for real-time monitoring of pharmacokinetics, biodistribution studies, tumor imaging, and vascular imaging in living animals.
Three Specialized Models for Diverse Research Needs
The IR VIVO family offers three carefully designed models: IR VIVO Standard provides the ultimate in flexibility and performance with four excitation wavelengths (670, 760, 808, 890 nm), variable field of view, and motorized Z-stage for precise imaging control. Essence delivers a streamlined entry point into NIR-II imaging with essential features and simplified operation, perfect for laboratories seeking high-quality results without complexity. SynIRgy represents the flagship solution, integrating both visible (400-1000 nm) and NIR-II imaging capabilities with dual camera systems (EMCCD and InGaAs), five excitation wavelengths, and full XYZ motorization for comprehensive multimodal biomarker visualization.
Ultra-Low-Noise InGaAs Camera Technology
All IR VIVO systems feature Photon Etc.'s proprietary ultra-low-noise InGaAs cameras (Alizé 1.7 or ZephIR 1.7), delivering exceptional sensitivity and rapid frame rates. This advanced camera technology enables high-speed imaging for contact-free physiological monitoring, including heartbeat, respiratory rate, and intestinal motility measurements in both anesthetized and awake animals without restraint devices.
Comprehensive Applications in Preclinical Research
IR VIVO systems excel in diverse research applications including pharmacokinetics and drug biodistribution tracking, enabling real-time visualization of drug distribution, metabolism, and elimination without animal sacrifice. The systems provide detailed vascular imaging and angiography for tumor vascularization studies, ischemic disease assessment, and lymphatic system characterization. Cancer research benefits from tumor tracking capabilities, targeted probe accumulation monitoring, immune cell infiltration studies, and treatment response evaluation. Organ function and metabolism studies utilize NIR-II imaging for liver metabolism monitoring, renal filtration assessment, gastrointestinal motility observation, and cerebral blood flow evaluation.
Key Technical Advantages
Minimal autofluorescence interference in the NIR-II window dramatically improves signal-to-noise ratios, enabling detection of low-concentration biomarkers and drug molecules. Superior tissue penetration depth allows visualization of deep organs and structures reaching several millimeters to over one centimeter in mouse models. High temporal and spatial resolution supports millisecond-level dynamic physiological process monitoring while maintaining excellent image quality. Multispectral imaging capability with filter wheel configuration enables simultaneous tracking of multiple fluorescent probes in single experiments, enhancing experimental efficiency and data richness.
Advanced Illumination and Analysis Software
Novel homogeneous illumination technology ensures uniform excitation across the entire field of view, providing consistent signal intensity and reliable quantitative measurements. Powerful analytical software offers comprehensive functionality including real-time image acquisition and preview, multispectral image processing with spectral unmixing, region of interest (ROI) analysis with quantitative measurements, time-series data analysis and pharmacokinetic curve generation, 3D surface rendering and depth-encoded visualization, flexible data export formats, and batch processing tools for high-throughput analysis.
Extensive Research Applications and Published Results
IR VIVO systems have been adopted by leading research institutions worldwide, contributing to high-impact scientific discoveries published in prestigious journals including Nature Communications, Science Advances, Journal of Biomedical Optics, and Expert Opinion on Drug Discovery. Applications span from nanosensor development and carbon-based materials to oncology research and pharmacology studies.
Complete Support and Training Services
Comprehensive support services include professional system installation and performance verification, on-site operator training covering system operation, experimental design, and data analysis, complete technical documentation and operation manuals, ongoing technical support via phone, email, and remote assistance, software updates and system maintenance services, and application development support. The experienced technical team provides fluorophore selection guidance, experimental protocol optimization, and troubleshooting assistance.
Expandable and Upgradeable Platform
IR VIVO systems feature excellent expandability for evolving research needs. Essence models can be upgraded to Standard configuration with additional excitation wavelengths and motorized stages. Standard models support accessory additions including specialized filters, custom lenses, and tailored illumination systems. Software receives regular updates with new features and capabilities. Custom solutions are available for specialized research requirements and multimodal imaging integration.
The IR VIVO family delivers an unprecedented combination of rapid, high-resolution, and deep imaging capabilities, establishing new standards in the field of small animal optical imaging for biodistribution studies, cancer research, and real-time biomarker visualization. With its advanced NIR-II technology, ultra-low-noise detection, and comprehensive analytical tools, IR VIVO empowers researchers to achieve groundbreaking discoveries in preclinical research.