华人院士Nature子刊解析新技术

　　斯坦福大学的科学家们开发了一种荧光成像新技术，使得他们能够以前所未有的清晰度观察活体动物的搏动血管。如同擦拭掉你眼镜上的薄雾，相比常规成像技术，新技术的清晰度大大提升。相关论文发布在近期的《自然医学》(Nature Medicine)上。

　　来自斯坦福大学的化学系教授戴宏杰(Hongjie Dai)、心血管医学教授John Cooke博士和胸心外科助理教授Ngan Huang共同开发了这一技术。戴宏杰教授早年毕业于清华大学。2006年成为斯坦福大学最年轻的终身教授。其以在纳米材料研究中的突出贡献，多次获得中国国家杰出青年奖，北美青年科学家奖，美国国家纯化学奖。2009年被评选为美国艺术与科学院(American Academy of Arts and Science)院士。2011年2月入选全球顶尖一百化学家名人堂榜单。中央电视台曾对其事迹进行专题报道，美国《世界日报》等许多华文报纸也都曾以大版篇幅报道。

　　研究人员将这一技术命名为NIR-2(near infrared-2 imaging)。这一方法首先是将水溶性的碳纳米管注入到活体血流中，随后研究人员用激光(光线处于近红外区域，波长大约为0.8微米)照射小鼠。

　　激光引起特别设计的纳米管在1-1.4微米的波长处发荧光，研究人员随后通过检测荧光来确定血管的结构。

　　相比常规成像技术，纳米管能够在更长的波长处发荧光是获得微小血管极清晰图像的关键：波长越长，光散射越少，因此生成的血管图像则越清晰。检测这种长波光的另一个好处在于：由于小鼠身体不能生成这一波长范围的自发荧光，检测器记录的背景噪音相应减少。

　　除能提供良好细节，新技术还能获得快速图像采集速率，使得研究人员能够近实时测量血流。

　　血流信息和血管清晰度两者皆得，这在以往是不可能实现的。这种能力对于研究动脉疾病动物模型尤其有用，例如了解动脉阻塞和收缩影响血流，引起中风和心脏病发作的机制。

　　戴宏杰说：“对于医学研究，这是一种观察小动物特征极好的工具。它将帮助我们更好地了解一些血管疾病，它们对于治疗的反应，以及我们有可能如何设计更好的治疗。”

　　由于NIR-2最多只能穿透身体1厘米，它还不能取代其他的成像技术用于人类，但它却能够作为一种强有力的方法取代或补充X射线、CT、MRI和激光多普勒技术用于动物模型研究。

　　下一步研究将通过探索其他的荧光分子，使得这一技术更易于被人类所用。戴宏杰说：“我们希望找到一些比碳纳米管更小，且能以相同长波长发光的物质，确保它们能够很容易从机体排出，从而可以消除所有对于毒性的关注。”

　　作者简介：

　　戴宏杰

　　1966年5月出生于湖南邵阳，1989年清华大学应用物理系毕业后赴美留学，进入美国哥伦比亚大学读硕士。1992年进入美国哈佛大学攻读博士，博士毕业后又在美国来斯大学师从诺贝尔奖提名人做博士后研究(导师第二年获诺贝尔奖)。两年后，进入美国斯坦福大学担任助理教授、副教授，2006年被评为终身教授，是该校最年轻的终身教授。

　　戴宏杰是当今国际知名的纳米材料研究专家之一，曾多次被邀去德国、奥地利、意大利及台湾等国家和地区讲学。1998年，与清华大学合作，获得了国家自然基金委海外杰出青年基金的支持。后又获得北美各国35岁以下唯一的青年科学家奖。在美国获得国家纯化学奖等奖项共7次。2004年获得“裘利斯史普林格应用物理奖”，曾受聘清华大学长江讲座教授。美国艺术与科学院(American Academy of Arts and Sciences)2009年4月20日公布了2009年新当选院士名单。清华物理系1989届毕业生、美国斯坦福大学化学系教授戴宏杰当选。2011年 2月10日，全球领先的专业信息供应商汤森路透集团(Thomson Reuters)发布了2000-2010年全球顶尖一百化学家名人堂榜单(TOP100CHEMISTS,2000-2010)，这份依据过去10年中所发表研究论文的影响因子而确定的最优秀的100名化学家榜单中，共有12位华人科学家入选，美国斯坦福大学教授戴宏杰(Hongjie DAI)，总排名第7，华人排名第1。