该研究由Xosé Luis Deán-Ben、Justine Robin、Daniil Nozdriukhin、Ruiqing Ni、Jim Zhao、Chain Glück、Jeanne Droux、Juan Sendon-Lago、Zhenyue Chen、Quanyu Zhou、Bruno Weber、Susanne Wegener、Anxo Vidal、Michael Arand、Mohamad El Amki和Daniel Razansky共同完成，发表在《Nature Communications》。

重要发现
01微滴设计与单粒子探测机制
为实现深层组织中单颗粒级别的高对比度探测，研究团队设计了一种直径约5 μm、以二氯甲烷（DCM）为基底的微滴，其内部包裹高浓度IR-780染料（约200 mM）。该微滴在780 nm波长处的光吸收强度比红细胞高出3–4个数量级，从而能够在高背景吸收下仍被清晰识别。微滴尺寸小于小鼠红细胞直径，具有良好的生物相容性和血液流动性，避免了毛细血管阻塞风险。

04多参数功能成像能力
研究还展示了LOT技术在血流速度测绘与光通量分布估计方面的优势。通过微滴追踪得到的血流速度图显示，大脑主要动脉中的流速可达数 cm/s，而小血管中流速低于5 mm/s，符合泊肃叶流动特性。此外，利用微滴信号强度与局部光通量的线性关系，研究者还实现了脑深部光通量的分布映射，为后续血氧定量分析提供重要校正基础。

05中风模型中的多尺度多参数观察
在急性缺血性中风小鼠模型中，LOT结合光谱光声成像揭示了中风侧与健康侧大脑半球在多方面的显著差异：包括微血管密度下降、血流速度减缓以及血氧饱和度降低。这些参数的同时获取彰显了LOT技术在疾病机制研究中的巨大潜力，也为治疗效果评估提供了多维度指标。

创新与亮点
01突破传统成像限制
传统光声成像因红细胞的高吸收背景难以在深层组织中实现微血管级别分辨率，而LOT技术通过引入高吸收微滴作为对比剂，有效打破了这一限制。其单颗粒探测能力使得在活体环境下实现20 μm分辨率、毫米级深度的微血管成像成为可能。

02三维高速成像与多参数融合
该技术具备100 Hz体积成像速率与单次激发全体积采集能力，不仅能解析血管结构，还能同步获取血流动力学与氧代谢功能信息，实现了真正意义上的“结构-功能-代谢”多参数一体化成像。

03生物安全性高，具临床转化潜力
所使用的二氯甲烷微滴尺寸与FDA已批准的超声微泡相当，生物安全性高，毛细血管阻塞率低于1%，且不影响正常血流。微滴内包裹的IR-780染料与临床常用造影剂ICG吸收特性相近，进一步推动了该技术向临床应用的转化。

总结与展望
本研究通过开发高吸收微滴与定位光声成像技术相结合的策略，成功实现了小鼠脑部微血管网络的三维超分辨率成像及多参数功能评估，突破了传统光声成像在深度与分辨率方面的瓶颈。该技术不仅在缺血性中风模型中展现出显著的应用价值，还有望广泛应用于肿瘤血管生成、神经血管耦合、脑血管疾病等多个研究领域。其兼具的高分辨率、深度穿透能力与多功能成像特性，为生命科学研究和临床前诊断提供了强大工具。未来，通过进一步优化微滴制剂与成像算法，LOT技术有望推动光声成像在临床中的转化，实现对人体微循环系统的无创、精准、动态评估。

DOI:10.1038/s41467-023-39069-1.