研究背景與技術(shù)挑戰(zhàn)
01光聲成像的臨床需求
在細(xì)菌感染診療中，快速精準(zhǔn)定位感染灶是關(guān)鍵。傳統(tǒng)診斷依賴組織活檢和微生物培養(yǎng)，不僅耗時(shí)（常需數(shù)天），還難以區(qū)分細(xì)菌感染與無菌炎癥；現(xiàn)有影像學(xué)技術(shù)如核素成像（如¹⁸F-FDG）雖靈敏，但特異性差，容易誤判。而光聲成像結(jié)合了光學(xué)成像的高對比度和超聲成像的深穿透性，能通過敏化劑的光聲信號精準(zhǔn)識別細(xì)菌聚集區(qū)域，滿足臨床對“實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)、無創(chuàng)傷”診斷的迫切需求。

核心研究成果
01光聲成像技術(shù)的設(shè)計(jì)策略與原理 
研究團(tuán)隊(duì)通過“敏化劑靶向設(shè)計(jì)+多模態(tài)融合”，突破了傳統(tǒng)光聲成像的局限。
在敏化劑設(shè)計(jì)上，團(tuán)隊(duì)利用細(xì)菌特有的結(jié)構(gòu)或代謝途徑，讓光聲信號“精準(zhǔn)點(diǎn)亮”感染灶。例如，給卟啉類敏化劑裝上“細(xì)菌導(dǎo)航儀”——革蘭氏陰性菌外膜有脂多糖（LPS），就修飾能結(jié)合LPS的肽段；革蘭氏陽性菌有厚肽聚糖層，就連接可插入其中的聚精氨酸。這些修飾讓敏化劑在細(xì)菌表面聚集，光聲信號強(qiáng)度比正常組織高5-10倍。

對于深部感染，團(tuán)隊(duì)選用長波長吸收的敏化劑（如酞菁類，吸收峰>660nm），這類分子的光聲信號能穿透3-5厘米的組織，比傳統(tǒng)短波長敏化劑穿透深度提升2-3倍。同時(shí)，將光聲成像與磁共振成像（MRI）融合：光聲提供感染灶的代謝活性信息，MRI提供解剖結(jié)構(gòu)，兩者結(jié)合后，診斷準(zhǔn)確率從傳統(tǒng)方法的70%左右提升至90%以上。

光聲信號的產(chǎn)生原理類似“光致超聲”：敏化劑吸收特定波長的光后，瞬間將光能轉(zhuǎn)化為熱能，使周圍組織微小膨脹并產(chǎn)生超聲振動，通過探測這些振動信號，就能生成感染灶的清晰圖像——就像給細(xì)菌感染灶拍“超聲CT”，既看得深，又看得清。

02多場景應(yīng)用驗(yàn)證 
在體表感染場景中，團(tuán)隊(duì)測試了慢性傷口的耐藥菌感染。用膽固醇修飾的光敏劑（Chol-PEG-PpIX）涂抹傷口后，光聲成像能在10分鐘內(nèi)顯示金黃色葡萄球菌的分布，指導(dǎo)光動力治療精準(zhǔn)照射，殺菌效率比盲目照射提高40%，傷口愈合時(shí)間縮短30%。

對于深部感染，如骨髓炎（骨骼感染），團(tuán)隊(duì)開發(fā)了錳dioxide包裹的吲哚菁綠（ICG）納米系統(tǒng)。ICG產(chǎn)生光聲信號，錳離子（Mn²⁺）增強(qiáng)MRI信號，雙模態(tài)成像清晰勾勒出骨骼內(nèi)的感染范圍；結(jié)合低劑量抗生素，光動力治療能徹底清除耐藥菌，在小鼠模型中治愈率達(dá)85%，而傳統(tǒng)治療僅為30%。

在生物膜感染（如導(dǎo)管相關(guān)感染）中，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的甲基藍(lán)交聯(lián)納米顆粒表現(xiàn)出色。生物膜是細(xì)菌的“保護(hù)殼”，傳統(tǒng)藥物難以穿透，而該納米顆粒在弱酸性感染環(huán)境中釋放甲基藍(lán)，光聲成像實(shí)時(shí)監(jiān)測釋放過程，超聲激活下產(chǎn)生的活性氧能穿透生物膜，殺菌率達(dá)99%，且避免了對正常組織的損傷。

成果意義與轉(zhuǎn)化
該研究實(shí)現(xiàn)了光聲診療技術(shù)的三重突破：
理論創(chuàng)新：首次闡明AIE材料“聚集增強(qiáng)發(fā)光-聚集增強(qiáng)ROS”的雙效協(xié)同機(jī)制（ΦΔ達(dá)0.48），解決ACQ淬滅難題；

產(chǎn)業(yè)價(jià)值：MLP18脂質(zhì)體50%組分符合FDA藥用輔料標(biāo)準(zhǔn)，已進(jìn)入中試階段；多模態(tài)探針可兼容臨床CT/MRI設(shè)備，降低醫(yī)院設(shè)備改造成本；
未來方向：開發(fā)噬菌體-AIE探針實(shí)現(xiàn)菌種特異性識別，推動耐藥菌感染的個性化治療。