近红外染料高科技前沿应用及工业化生产

近红外光由于在传播过程中受到干扰很小，对物质透明性好，目前已成为一个新兴的、具

有独特功能的光学领域，其在军事侦察、红外伪装、物质分析、医疗检测、感光、光聚合、非

线性光学材料等多个领域发挥着重要作用，但国内研究的广度和深度难及国外水平，所能提供

的品种单调，远不能满足实际需求。

另外，目前应用荧光或生物发光进行活体成像已发展成为生物学研究最重要的技术之一，

但仍存在关键的问题有待克服或突破：1） 现用于活细胞荧光成像特别是用于高含量分析的荧

光探针的光稳定性差，即光漂白；2） 目前荧光探针的荧光效率仍有待提高，一般需利用较高

浓度的荧光探针，从而对细胞会产生很大的毒性，也降低荧光探针在空间的分辨率；3） pH敏

感且Stokes位移小，易产生浓度淬灭效应，特别是应用于水相体系中会发生严重的荧光淬灭效

应；4） 许多生物体及其组织在可见光的激发下自身会发射荧光，严重干扰生物样品的荧光检

测和造影。目前较多荧光染料（如芘、罗丹明、BODIPY类、萘酰亚胺类等）的吸收光谱和荧

光光谱都在紫外可见区域，缺点是：短波长光对生物样品活性具有较大的损害；生物样品中某

些成分的自发荧光会形成很强的背景干扰；波长越短的光的散射光干扰强，因为散射光的强度

与波长的六次方成反比。而波段在650-900 nm区域的近红外光的激发和检测可避免环境和生物

样品产生的背景噪声，可以有效地避免生物样品的自吸收和自荧光的干扰。同时，近红外谱区

域工作是实现低成本仪表检测的主要步骤，由于电信业的发展，已能以低成本广泛实现NIR光

纤和半导体技术。