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活體光學(xué)傳感相對于其他活體傳感技術(shù)的優(yōu)勢在于其非侵入性、無電離輻射以及實時原位監(jiān)測。然而，活體光學(xué)傳感長期以來的難點是深組織下的高信噪比實時傳感?！蹲匀?納米技術(shù)》（Nature Nanotechnology）期刊2022年5月30日以《深組織光學(xué)傳感》“A Deep Tissue Optical Sensing”為題發(fā)表了復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系張凡教授團隊受邀撰寫的評述文章。

張凡課題組總結(jié)前期研究進展，特別結(jié)合2022年5月30日《自然.納米技術(shù)》在線發(fā)表的麻省理工學(xué)院（MIT）Michael Strano教授的最新研究成果進行了專題評述，重點介紹了一種檢測深層生物組織光信號的技術(shù)，該技術(shù)可以幫助在活體深組織中進行實時原位監(jiān)測和化學(xué)傳感。該評述文章提出了影響活體光學(xué)傳感信噪比的兩個重要因素是生物組織對光信號的吸收散射和生物組織自身產(chǎn)生的熒光背景干擾。文章歸納了目前克服這兩個因素的主流策略可以分為光譜濾波（通過在特定熒光窗口中收集所需光信號以濾除背景熒光從而提高信噪比）和時間濾波（通過時間分辨熒光獲取光信號從而提高信噪比）。在此基礎(chǔ)上，探討了Michael Strano教授團隊此次報道的波長誘導(dǎo)頻率濾波（Wavelength-induced frequency filtering, WIFF）的優(yōu)越性在于能夠幾乎完全去除自發(fā)熒光背景和生物運動信號擾動等實驗因素帶來的背景噪聲。這種基于頻率濾波的新策略為活體光學(xué)傳感提供了全新的視角，有望助力其邁向臨床應(yīng)用。同時，張凡教授提出因為該技術(shù)受限于單點信號探測，雖然保證了時間分辨率，但是以犧牲了空間分辨率為代價提高了信噪比，目前僅適用于單點光學(xué)傳感，無法實現(xiàn)大范圍的成像研究，未來如果這項技術(shù)能被擴展到活體光學(xué)成像，將大大擴展其應(yīng)用場景。復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系陸凌飛博士為該評述文章第一作者。

   圖1. 波長誘導(dǎo)頻率濾波（WIFF）方法的原理示意圖（a）及其用于活體光學(xué)傳感時在克服生物運動干擾（b）、實現(xiàn)深組織檢測（c）和探針適用性（d）方面的優(yōu)勢。

全文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41565-022-01132-1