另一方面，也是我们本次工作的重心之一，就是对纳米探针和其信号在组织中传播规律的研究。我们发现，首先，所检测到的透射拉曼信号与病灶在组织中的深度，两者之间呈 U 型关系，这说明当病变位于组织中部时，信号最弱、对透射拉曼光谱的检测也最具挑战性。其次，研究发现，提高表面增强拉曼散射纳米探针的亮度，是增加检测深度／透射组织厚度最直接有效的方法。而激光束尺寸的增大几乎不影响深层病灶的透射拉曼强度，这意味着我们可采用更大光束的尺寸，来降低激光的功率密度。
澎湃科技：该成像系统最大的优势是？
叶坚：它的优势主要集中在两方面：检测深度和安全性。深度检测能力上，我们使用了低至单颗粒检测水平（单个颗粒也可以被检测到的灵敏度）的超亮SERS纳米探针；在临床光安全上，样品表面的激光功率密度低于安全光照剂量阈值。
具体来说，因为光在人体组织里的穿透性较差，现在的荧光成像技术通常只能穿透人体几毫米进行检测，所以它无法检测深层病灶，例如，目前广泛使用的背散射式荧光成像技术的组织穿透深度通常祗有几毫米，对于1厘米以上的深层病灶容易出现漏诊。主要原因是生物组织对于光子有着强烈的散射与吸收作用。当然也有很多和其他技术相结合的成像系统，但是目前还没有单纯通过光学技术完成对机体10厘米以上穿透的技术。
当然，激光安全性也是光学检测和成像模式在临床转化中长期受到关注的问题。临床激光的光安全性，一般通过最大允许曝光量来评估，即对身体暴露表面造成损害的风险可忽略不计的最高光辐照度或辐射量。
我们常说CT或者核磁共振不能经常做，容易对人体产生辐射。所以检测或成像仪器的安全性也一直是科学家努力解决的问题，也是我们此次研究突破之一。 |
