生物成像是近代医学领域中的重要组成部分。与传统成像方法相比,光学生物成像具有无辐射、时间及空间分辨率高、样品损伤小、可获取实时图像等优点,在生物成像领域有着独特的应用优势。其中,近红外光在生物组织内的散射更小、引起的生物自发荧光更低,应用于生物成像可以获得较高信背比（SBR）的图像。近红外光可进一步分成近红外一区（760-900 nm）和近红外二区（900-1880 nm）两个波段。其中,近红外二区波段在生物成像中的应用具有两个特点,其一是该波段的水吸收较大,可以在宽场成像技术中降低被散射的信号光子带来的背景噪声;其二是该波段的光散射较小,在生物体内具有较大的穿透深度,可以获取生物体内深层的图像。因此,近红外二区波段在成像领域具有成像深度较大、图像信背比较高等优点。本文主要介绍了基于金纳米棒的近红外二区细胞暗场散射成像工作,及基于聚集诱导发光纳米探针的近红外二区宽场成像和宽场显微成像工作。主要的研究内容包括:1、近红外二区细胞暗场散射成像。细胞是生物体结构和功能的基本单位,传统的细胞暗场成像仅限于可见光波段,本文结合近红外二区的波段优势,对传统的暗成像系统进行了优化,并基于该系统在近红外二区波段内对细胞进行暗场成像。与可见波段相比,在近红外二区波段成像背景噪声更小,细胞轮廓更清晰,随着波长增大成像对比度增大。2、金纳米棒辅助的近红外二区细胞暗场散射成像。细胞在近红外二区的散射较低,散射的光信号强度较低,为了进一步提高成像质量,本文引入金纳米探针来增强细胞散射强度,进而增强信号强度。本文使用一步法合成金纳米棒,其局部等离子体共振吸收峰位于近红外二区波段内。随后,对金纳米棒进行生物兼容性修饰并且非特异性标记了活细胞,将其应用在暗场散射成像中,获得了较好的成像结果,图像信背比较高,约为无金纳米棒辅助的细胞暗场散射成像的6倍。3、金纳米棒特异性标记细胞核的近红外二区暗场散射成像。我们将优化后的近红外二区的暗场成像系统用于细胞核的暗场成像,并引入金纳米棒辅助成像。利用膜穿透蛋白和核定位蛋白修饰金纳米棒,对细胞核进行特异性标记,最终获取了边界清晰的细胞核图像,且细胞核成像结构与细胞核特异性染料有非常好的共定位。与非特异性标记的细胞图像相比,特异性标记的细胞核的图像信背比更高。4、聚集诱导发光染料辅助的近红外二区宽场成像和宽场显微成像。为了探索近红外二区的抗散射性和穿透深度的优势,将其应用于动物活体成像中。本文搭建了近红外二区宽场成像系统和宽场显微成像系统,并利用一种具有较强的近红外二区荧光的聚集诱导发光（AIE）的纳米探针,分别对小鼠腹部血管和脑血管进行活体成像,取得了较好的成像效果。结果显示,此系统可以分辨0.5 mm的腿部血管,且用于脑组织的最大成像深度可达650μm,在此深度处依然可以分辨3.3μm的血管,还获取了小鼠脑血管的动态图像,并计算出其中一个血管的血流速度为1145μm/s。