北京农产品检测红外相机测量系统

近红外二区（NIR-II，1000–1700 nm）成像因其更深的组织穿透深度、更高的信噪比和更低的生物组织自发荧光，已成为小动物生物成像的前沿技术。相应的红外相机是整个系统的中心部件，目前市场上的产品主要来自国外厂商，国内以代理和系统集成商为主。在科研级NIR-II相机领域，Teledyne Princeton Instruments（普林斯顿仪器）的NIRvana系列占据重要地位。该系列采用InGaAs焦平面阵列（640×512像素，20μm像素尺寸），光谱响应覆盖900–1700 nm，在950–1500 nm波段量子效率超过85%。其中NIRvana: LN采用液氮制冷，工作温度可达-190°C，暗电流极低，适合极弱光信号的长时间曝光，是追求比较高灵敏度的优先；NIRvana: 640采用热电制冷至-85°C，兼顾性能与操作便捷性，适合大多数常规科研场景；NIRvana: HS则优化了帧率，可达250 fps，适用于血流动力学等快速过程的成像。这些相机均配备16位数字化和终身真空保证，通过LightField软件控制，并可与LabVIEW、MATLAB等编程环境集成。这些观测利用了行星在近红外波段的热辐射和大气吸收特征，获取了可见光无法观测的信息。北京农产品检测红外相机测量系统

手术导航与精细切除的临床前研究日益增多。2024年发表在《Biosensors》的综述详细总结了NIR-II荧光探针在荧光引导手术中的应用，包括多模态探针（如NIR-II/光声双模态）的设计和负染成像策略 。2024年《Chemosensors》的综述则聚焦于NIR-II荧光成像在纳米药物递送精细评估中的应用，讨论了细胞摄取、瘤靶向、血脑屏障穿越和药物释放等过程的实时可视化策略 。在肝*手术导航方面，Shi等人将ICG与GPC-3抗体偶联构建靶向探针，在皮下肝*模型中实现了瘤与周围组织的清晰区分；Zhang等人则采用负染策略，使瘤区域呈非荧光状态而正常肝组织荧光，成功引导了一例66岁男性肝*合并肝硬化患者的肝切除手术 。福建生物成像红外相机网站NIR-II相机能够穿透硅片（硅的带隙对应约1100 nm，对更长波长半透明），实现晶圆级别的内部缺陷成像。

NIR-II红外相机在小动物生物成像领域已形成多个成熟的研究方向和应用范式，其中心优势在于近红外二区光子在生物组织中的散射明显低于可见光和NIR-I波段，从而实现更深的成像穿透深度、更高的空间分辨率和更优的信噪比。在脑血管高分辨率成像方面，研究人员通过尾静脉注射NIR-II荧光探针（如稀土纳米颗粒、量子点或有机染料），利用NIR-II相机实现对小鼠脑部血管网络的无创实时观测。由于颅骨和脑组织对NIR-II光子的散射和吸收较弱，成像深度可达数毫米甚至厘米级，能够清晰分辨直径数微米的血液，并实时追踪血流速度和血管形态变化。这一技术为脑卒中、阿尔茨海默病等脑血管疾病的病理机制研究和药物干预效果评估提供了重要工具。

单壁碳纳米管（SWNT）荧光成像是NIR-II相机的特色应用。半导体性单壁碳纳米管在NIR-II窗口具有独特的光致发光特性，且光稳定性较好，不易光漂白。研究人员利用NIRvana: LN等深制冷相机检测生物内极低浓度的SWNT信号，实现了对深层组织植入传感器的无线读取，或追踪干细胞在体内的迁移和分化命运。这类应用对相机灵敏度要求极高，通常只有液氮制冷型设备才能满足信噪比需求。半导体与材料缺陷检测是工业方向的重要应用。InGaAs相机用于检测硅基太阳能电池、LED芯片和集成电路在近红外波段的光致发光（PL）或电致发光（EL）信号。NIR-II相机能够穿透硅片（硅的带隙对应约1100 nm，对更长波长半透明），实现晶圆级别的内部缺陷成像，如位错、杂质聚集和微裂纹。这在光伏产业的质量控制和失效分析中已成标准手段。使用NIRvana系列相机可以在数毫米深度清晰分辨单个血管的血流动力学，空间分辨率可达数微米级别。

NIR-II红外相机在小动物生物成像领域已有大量高水平研究论文发表，涵盖脑血管成像、瘤诊疗、淋巴示踪、药代动力学等多个方向。以下是一些具有代表性的论文案例。在脑血管高分辨率成像方面，浙江大学钱骏教授课题组在该领域做出了开创性工作。他们基于NIR-II飞秒激发和频率上转换三光子荧光显微术，实现了深度达1.0 mm的小鼠穿颅脑血管显微成像，以及深度超过700 μm的穿颅神经元显微成像，初次在颅骨完整的情况下实现了脑血管和神经元的双通道生物成像 。Yu等人2019年在《Journal of Materials Chemistry B》发表的工作利用吲哚菁绿（ICG）辅助的NIR-II荧光显微成像技术解析脑血管结构，展示了NIR-II窗口在穿透颅骨和脑组织方面的优势 。Wang等人2019年在《Nature Methods》报道了NIR-II窗口的光片显微成像技术，实现了对小鼠深层组织的高分辨率三维成像，为全脑和全器件成像提供了新工具 。读出噪声影响弱信噪比下的图像质量。陕西心肌细胞成像红外相机

该技术将光谱信息与空间位置精确关联，为研究材料的光学性质和量子态分布提供了新的表征手段。北京农产品检测红外相机测量系统

在太阳能电池电致发光（EL）成像方面，Sensors Unlimited的SU320KTSX相机在60 Hz帧率下记录了多晶硅太阳能电池的EL视频，可清晰显示半圆形裂纹、死区和散射缺陷 。Allied Vision的Goldeye系列相机同样用于EL和PL成像，通过给太阳能电池施加正向偏压，观察其光发射的不均匀性来识别光电二极管结区或光学层的缺陷 。一篇发表于《Solar Energy Materials and Solar Cells》的研究提出了基于傅里叶图像重建的EL缺陷检测算法，使用InGaAs相机捕获硅太阳能电池的EL图像，小裂纹、断裂和栅线中断等缺陷在EL图像中呈现为暗区，该方法能有效识别局部缺陷 。Fuyuki等人2005年的开创性工作证明了硅太阳能电池的EL发射可直接用商用硅CCD相机检测，无需额外的红外转换器，推动了EL成像在光伏领域的普及 。北京农产品检测红外相机测量系统