荧光寿命显微成像（FLIM）已经广泛应用于生命科学研究领域，具有高灵敏和高特异性的特点，在对组织微环境进行定量表征方面具有独特优势，但由于成像速度相对较慢，限制了FLIM的活体应用。近年来，随着光电子器件和人工智能等技术的发展，开启了FLIM活体成像新篇章。介绍通过优化硬件和算法两方面提升时域和频域FLIM技术的成像速度，以及其在生物医学基础研究和临床疾病诊断中的应用研究进展。最后，对活体FLIM成像的未来发展进行展望。

近红外二区（900~1 880 nm，the Second Near-Infrared Region，NIR-II）荧光宽场显微成像技术是当前大深度活体成像的一大研究热点，在基础研究和临床应用方面都拥有巨大的潜力。对比可见光（360~760 nm）和近红外一区（760~900 nm，the First Near-Infrared Region，NIR-I）的成像，NIR-II荧光宽场显微成像技术在活体层面具有更高的清晰度和更深的组织穿透。在NIR-II宏观成像基础上，对组织微结构清晰成像的需求迫使成像试剂持续发展，成像系统不断精进。目前，NIR-II荧光宽场显微成像技术在脉管显微造影、肿瘤精确分析、炎症准确追踪等生物应用上都获得一系列突破，相关研究对象包含啮齿类动物（如小鼠，大鼠）及灵长类动物（如狨猴，猕猴）等。将来随着仪器商业化和国产化突破，成像试剂安全性逐步提高，NIR-II荧光宽场显微成像应用价值将不断攀升。本文从NIR-II荧光成像的机制及优势展开讨论，综述NIR-II荧光宽场显微成像的系统特点和演进历史，以及其在不同生物模型上活体成像方面的最新探索和前景展望，以期推动NIR-II荧光宽场显微成像技术进一步普及。

拟设计在体内低毒、 靶向肿瘤细胞的抗癌多肽（记: GPG）, 克服在抗癌治疗中使用化学类药物存在的缺点, 探讨用荧光光谱评价靶向肽对肿瘤肿块包覆状况的方法; 进行仅用一组基于双报告基团的小鼠模型（用EGFP转染的鼠肝肿瘤细胞H22, 记: H22-EGFP与荧光染料Cy7标记的GPG, 记: Cy7-GPG, 作报告基团）, 就能完成抗癌肽体内主要性能监测的研究。 用H22-EGFP构建小鼠移植瘤模型, 尾静脉注射Cy7-GPG后, 用成像仪（Ex=750 nm）观察到肿瘤的荧光光子数不断增大, 从第4 h的(3.90±0.260)×106 photons·(s·cm2)-1(单位下同)升至第24 h的(1.28±0.330)×108, 橙色荧光全部聚集到肿瘤上, 而对照组中Cy7的荧光没有聚集在肿瘤上, 且肿瘤上光子数也无明显变化; 此时, 用成像仪在实验组同一只鼠上, 分别用750和488 nm激发波长录得包覆状物和实际肿瘤肿块的图片, 表明它们的大小和形状一致; 以上两项测定后, 再每2 d一次往上述实验组鼠体内注射GPG, 在成像仪上(Ex=488 nm)监测到它们的肿瘤变小, 荧光光子数逐渐降低, 从第2 d的(4.15±0.291)×106降至第56 d的(4.75±0.283)×104, 空白对照组正相反。 GPG与化学药物环磷酰胺抗癌活性相当, 但后者对小鼠毒副作用严重; 最后, 往上述GPG药效实验组鼠体内注射Cy7-GPG, 48 h后处死小鼠, 取出内脏器官及肿瘤肿块, 在成像仪上（Ex=750 nm）录得它们的荧光光子数。 实验表明GPG靶向性强、 对肿瘤肿块包覆程度高、 药效强, 对其他主要脏器无毒副作用。 本文构建的基于双报告基团荧光成像模型, 可监测靶标被包覆状况, 克服了传统只能对靶向肽靶向功能进行评价的弊端, 增进对药物作用机理的认识; 本文仅消耗一组实验鼠模型, 节约实验成本、 简捷地监测了靶向肽主要性能, 表明GPG在体内性能较好, 具有应用价值。

拉曼光谱信号，尤其是生物活体的拉曼信号，由于受到荧光背景噪声的影响，光谱复杂，在很大程度上影响了分析效果。依据荧光背景特点提出了一种基于信号极小极大值自适应缩放的消除荧光背景方法，从峰强与质量分数关系、单光谱与混合光谱关系两个方面验证可行性，并与传统基于多项式拟合基线校正的荧光背景消除方法进行对比，结果表明该方法优于传统方法。为了显示血液在活体小鼠耳朵组织中的二维和三维分布，选用血红蛋白的特征峰1549 cm-1来做拉曼成像，与以往数据处理的方法所得到的图像进行对比，结果表明此方法能够获得较好的拉曼光谱数据，特别是对一些较弱的拉曼特征峰，成像结果更好。