复旦大学化学系张凡教授课题组，集合了研发、制造、应用等多类型人才，主要从事生物纳米技术及生物分析、药物储存与释放，体内与体外生物医学成像分析等相关研究，研究方向包括：近红外荧光探针设计、制备及生物官能化修饰；体外荧光成像分析、生物传感及体外/活体荧光时间分辨；活体光学成像分析、设备设计与搭建等。张凡教授是美国生物医学工程学会会士，英国皇家化学会会士，国家杰出青年基金获得者，发表SCI论文100余篇，他引20000余次，累计超过30篇论文入选ESI高被引论文，2018-2021入选全球高被引学者，获得了科学探索奖和上海市自然科学一等奖等奖励。

╱ 研究领域 ╱

近红外多重成像分析、近红外数字荧光编码检测

 [项目1] 透视人体健康的新技术：近红外光化学探针用于生物医学诊断

╱ 项目背景 ╱

生物医学荧光成像技术由于具有非侵入性、实时性、所需样品量少等优点，在临床医学诊断以及手术导航中具有良好的应用前景。然而，目前荧光成像技术面临背景荧光干扰严重、成像穿透深度较浅、多重成像分析精度较低等挑战。

╱ 项目内容 ╱

本项目是创新性的近红外光化学探针技术。课题组利用近红外光波穿透性强的原理，对近红外有机分子进行探针设计和化学合成，实现活体无创状态下透视生物体，以及实时动态的多重荧光成像；组织穿透深度可达“厘米级”，成像分别率可达“微米级”，已在小鼠模型中验证有效性。目前课题组已制备30余种不同特异性的近红外有机分子探针，并研发制备了相关光学成像仪器，供国内多家科学研究机构使用。本项目技术及应用已申请中国发明专利（申请号CN202211739231.5等）。

╱ 项目总结 ╱

综上所述，本项目技术建立了新型近红外多重成像分析方法，不仅实现了信噪比和组织穿透深度的大幅提升，而且实现了多指标高通量检测，从探针设计和化学合成、光学成像仪器搭建及其生物医学分析应用等方面均具有突破性。希望与生物医学诊断的相关企业单位合作，开展产业化探索。

[项目2]  识别生物指标的新技术：上转换荧光编码体外分析技术用于多重生物检测

╱ 项目背景 ╱

荧光编码微球技术是近年内出现的一种检测技术，它能够大幅度提升对蛋白和基因靶向信息的检测效率，且可提供更多的分析识别位点，在医疗诊断、药物筛选、环境保护、基因测序等领域具有应用前景。然而，目前这项技术存在检测通量小、检测时间长、只能定性不能定量、操作缺乏便携性等问题。

╱ 项目内容 ╱

本项目是高通量近红外数字荧光编码检测技术，课题组使用掺杂了稀土元素的无机固体化合物，作为红外上转换荧光编码微球，在近红外光源激发下，以不同波长的发射荧光的强度比作为荧光编码；再通过改变稀土离子掺杂的种类和掺杂量，以改变荧光编码的数量。在上述基础上，根据不同光的比值和不同荧光编码，同时精准检测更多生物指标。例如，能够单次检测上千种病毒，以及区分出同一种病毒的高危亚型和低危亚型。目前，课题组已基于上述技术自主研发完成了近红外荧光多重分析仪，实现了高效率、无毒性、小型化、自动化的生物指标定性和定量检测。本项目技术及应用已申请中国发明专利（申请号CN201710546155.9等）。此前，基于上转换荧光编码体外分析技术开发的免疫检测试剂盒已获得国家二类医疗器械注册证。

╱ 项目总结 ╱

综上所述，本项目技术作为高通量近红外荧光多重分析方法，在提高单次检测数量、提高灵敏度和准确度、降低检测成本、实现设备小型化等方面均具有突破性。希望与生物医学诊断的相关企业单位合作，开展产业化探索。

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