在不干擾生物體的情況下獲得生物體熱影象的唯一方法是使用具有溫度依賴性光譜特性的發光探針。獲取這樣的熱影象對於區分細胞的各種狀態、監測產熱、研究細胞活動和控制熱療至關重要。目前的工作重點是開發和最佳化發光材料，如小分子、蛋白質、量子點和摻鑭奈米顆粒。然而，很少有人關注在體外或體內水平上成像溫度分佈所需的方法和技術。事實上，在科學文獻中可以找到罕見的例子，展示了能夠提供可靠的活體2D熱影象的技術和材料。
在這篇綜述文章中，來自波蘭的科研人員介紹了2D發光測溫的示例，以及為實現所需的簡單性和可靠性水平而應遵循的新可能性和方向，以確保其未來在臨床水平上的實施。相關論文以題目為“Luminescence based temperature bio-imaging: Status, challenges, and perspectives”發表在Applied Physical Reviews 期刊上。
論文連結：
https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0030295
材料科學的最新進展旨在解決生物學家和醫生提出的眾多挑戰。用於成像和流式細胞術的“智慧”藥物遞送奈米顆粒（NPs）、專用複合發光標籤[例如量子點（QD）、摻鑭奈米顆粒、奈米鑽石等]、用於超解析度成像的可感光多色發光標籤、改進磁共振成像（MRI）、計算機斷層掃描（CT）、光學相干層析成像（OCT）、超聲成像（USG）對比劑納米制劑和許多其他有目的設計的材料已經徹底改變了目前對生物學、反饋控制療法和個性化醫療的理解。尤其是光學和遠端讀取、亞毫米空間解析度溫度對映非常有吸引力，因為溫度是一個與許多自然生物學過程（如酶的活性）相關的基本量，是反饋控制癌症熱療的先決工具。
生物學中有關遙感和成像的基本問題是：為什麼瞭解體內/體外溫度分佈很重要？眾所周知，溫度升高透過改變蛋白質或酶活性、基因表達、或細胞訊號來調節許多酶和生化過程。溫度影響膜的剛度，這一溫度調節細胞膜對外源性化合物或奈米材料的滲透性。儘管這些結果令人震驚，但仍不清楚為什麼如此高的溫度如此重要，以及這個精確值和溫度梯度如何影響生物系統。此外，理論上的考慮一直在質疑目前對單個活細胞在奈米尺度上測量的溫度不均勻性的解釋。因此，組織或亞細胞水平上的溫度讀數或繪圖不僅對診斷疾病、評估藥物治療效果和評估毒性機理非常重要，但在評估單個細胞和組織中的細胞過程時，也可能對熱力學考慮的有效性範圍有一些啟發。儘管近年來人們對溫度有了很大的興趣並取得了一些進展，但仍然沒有太多在體內或體外繪製溫度圖的例子。
圖1 技術採用曲線
圖2 使用量子點的體內熱成像
圖3 發光圖實物照片
該綜述將激勵化學、物理、生物學、醫學和工程領域的專家與材料科學家合作，共同開發新型更精確的溫度探針，並使用簡化的技術手段繪製溫度圖。（文：愛新覺羅星）
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