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在不干扰生物体的情况下获得生物体热图像的唯一方法是使用具有温度依赖性光谱特性的发光探针。获取这样的热图像对于区分细胞的各种状态、监测产热、研究细胞活动和控制热疗至关重要。目前的工作重点是开发和优化发光材料，如小分子、蛋白质、量子点和掺镧纳米颗粒。然而，很少有人关注在体外或体内水平上成像温度分布所需的方法和技术。事实上，在科学文献中可以找到罕见的例子，展示了能够提供可靠的活体2D热图像的技术和材料。在这篇综述文章中，来自波兰的科研人员介绍了2D发光测温的示例，以及为实现所需的简单性和可靠性水平而应遵循的新可能性和方向，以确保其未来在临床水平上的实施。相关论文以题目为“Luminescence based temperature bio-imaging: Status, challenges, and perspectives”发表在Applied Physical Reviews 期刊上。https://aip./doi/10.1063/5.0030295 
材料科学的最新进展旨在解决生物学家和医生提出的众多挑战。用于成像和流式细胞术的“智能”药物递送纳米颗粒（NPs）、专用复合发光标签[例如量子点（QD）、掺镧纳米颗粒、纳米钻石等]、用于超分辨率成像的可感光多色发光标签、改进磁共振成像（MRI）、计算机断层扫描（CT）、光学相干层析成像（OCT）、超声成像（USG）对比剂纳米制剂和许多其他有目的设计的材料已经彻底改变了目前对生物学、反馈控制疗法和个性化医疗的理解。尤其是光学和远程读取、亚毫米空间分辨率温度映射非常有吸引力，因为温度是一个与许多自然生物学过程（如酶的活性）相关的基本量，是反馈控制癌症热疗的先决工具。生物学中有关遥感和成像的基本问题是：为什么了解体内/体外温度分布很重要？众所周知，温度升高通过改变蛋白质或酶活性、基因表达、或细胞信号来调节许多酶和生化过程。温度影响膜的刚度，这一温度调节细胞膜对外源性化合物或纳米材料的渗透性。尽管这些结果令人震惊，但仍不清楚为什么如此高的温度如此重要，以及这个精确值和温度梯度如何影响生物系统。此外，理论上的考虑一直在质疑目前对单个活细胞在纳米尺度上测量的温度不均匀性的解释。因此，组织或亚细胞水平上的温度读数或绘图不仅对诊断疾病、评估药物治疗效果和评估毒性机理非常重要，但在评估单个细胞和组织中的细胞过程时，也可能对热力学考虑的有效性范围有一些启发。尽管近年来人们对温度有了很大的兴趣并取得了一些进展，但仍然没有太多在体内或体外绘制温度图的例子。
图2 使用量子点的体内热成像
该综述将激励化学、物理、生物学、医学和工程领域的专家与材料科学家合作，共同开发新型更精确的温度探针，并使用简化的技术手段绘制温度图。（文：爱新觉罗星）
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