在疾病治療領域，精確的生物醫學成像工具能夠幫助醫生確定正確的預后（預測的疾病發展情況）和治療方法。光學成像方法因其多維可視性、非侵入性等特點，已被開發出多種設備，廣泛應用于生物分子檢測成像、藥物分布代謝跟蹤以及上文提到的疾病檢測和治療領域。但目前應用的多種光學成像方法往往因分辨率不高或組織穿透性差而被限制應用。例如，X光具有極佳的組織穿透性，但其分辨率不高，也無法實時檢測。

在此背景下，科研工作者開始將目光轉向近紅外波段（700 - 1700 nm），尤其是近紅外二區波段（NIR-II, 1000 - 1700 nm）的熒光成像。在該波段范圍內，光在具有較高的穿透深度（5 - 20 mm）的同時保證了足夠的分辨率。

根據文獻介紹，在此之前設計出的NIR-II染料一般為疏水有機分子，因而在實際應用中限制較多；另外也有少量水溶性小分子的報道，但其激發波長多位于近紅外一區，這將影響該粒子成像的組織穿透深度。所以在文獻中，作者設計了七個次甲基結構（Heptamethine structure，一種常見的近紅外熒光染料結構，在生物醫學領域被廣泛使用）的熒光染料FD-1080，使得該染料的吸收和發射波長均落在近紅外二區。同時，得益于磺酸基和環己烯基團，該染料的水溶性和穩定性分別得到了提高。
 

圖1：a) FD-1080的合成路徑; b) FD-1080的激發與發射圖譜; c) 現有的NIR-II染料激發波長示意圖; d) FD-1080與ICG（吲哚菁綠）分別在1064 nm和808 nm（0.33 W·cm^-2）波長下的光穩定性
 

盡管FD-1080單獨的量子產率只有0.31%，但通過與胎牛血清（Fetal bovine serum, FBS）結合，可以顯著增加到5.94%。

除了以上獨特的性質，得益于其吸收和發射波長范圍所在的近紅外二區性質，該染料具有了與常規近紅外激發波段（650 nm – 980 nm）染料相比更高分辨率以及更深組織穿透深度。基于該特性，作者在該文獻中嘗試用FD-1080進行了小動物下肢血管、腦部血管的成像。
 

圖2：FD-1080在不同激發波長下的小鼠后肢血管成像效果（1300 nm長通濾光片）
 

圖3：FD-1080在不同激發波長下的小鼠腦部血管成像效果（1300 nm長通濾光片）

 
同時，作者也通過對小鼠肝臟位置因呼吸肺部擠壓造成的規律性移動，對活體呼吸速率進行準確的監控和測試。