研究背景與技術挑戰(zhàn)
01光聲成像的臨床需求
在細菌感染診療中，快速精準定位感染灶是關鍵。傳統(tǒng)診斷依賴組織活檢和微生物培養(yǎng)，不僅耗時（常需數(shù)天），還難以區(qū)分細菌感染與無菌炎癥；現(xiàn)有影像學技術如核素成像（如¹⁸F-FDG）雖靈敏，但特異性差，容易誤判。而光聲成像結合了光學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識別細菌聚集區(qū)域，滿足臨床對“實時、精準、無創(chuàng)傷”診斷的迫切需求。

核心研究成果
01光聲成像技術的設計策略與原理 
研究團隊通過“敏化劑靶向設計+多模態(tài)融合”，突破了傳統(tǒng)光聲成像的局限。
在敏化劑設計上，團隊利用細菌特有的結構或代謝途徑，讓光聲信號“精準點亮”感染灶。例如，給卟啉類敏化劑裝上“細菌導航儀”——革蘭氏陰性菌外膜有脂多糖（LPS），就修飾能結合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菌表面聚集，光聲信號強度比正常組織高5-10倍。

對于深部感染，團隊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，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提供解剖結構，兩者結合后，診斷準確率從傳統(tǒng)方法的70%左右提升至90%以上。

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

02多場景應用驗證 
在體表感染場景中，團隊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分鐘內顯示金黃色葡萄球菌的分布，指導光動力治療精準照射，殺菌效率比盲目照射提高40%，傷口愈合時間縮短30%。

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

在生物膜感染（如導管相關感染）中，團隊設計的甲基藍交聯(lián)納米顆粒表現(xiàn)出色。生物膜是細菌的“保護殼”，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，光聲成像實時監(jiān)測釋放過程，超聲激活下產生的活性氧能穿透生物膜，殺菌率達99%，且避免了對正常組織的損傷。

成果意義與轉化
該研究實現(xiàn)了光聲診療技術的三重突破：
理論創(chuàng)新：首次闡明AIE材料“聚集增強發(fā)光-聚集增強ROS”的雙效協(xié)同機制（ΦΔ達0.48），解決ACQ淬滅難題；

產業(yè)價值：MLP18脂質體50%組分符合FDA藥用輔料標準，已進入中試階段；多模態(tài)探針可兼容臨床CT/MRI設備，降低醫(yī)院設備改造成本；
未來方向：開發(fā)噬菌體-AIE探針實現(xiàn)菌種特異性識別，推動耐藥菌感染的個性化治療。