单线态氧(Singlet oxygen,1O2)是Ⅱ型光动力反应的主要细胞毒性物质。随着临床光动力疗法(Photodynamic therapy,PDT)研究和应用的不断推广,如何精确检测和调控PDT过程中光敏化1O2产量已成为PDT-1O2剂量学研究的技术关键。本文利用自主研发近红外空间分辨成像系统,开展了溶液及活体鼠背皮窗微血管环境中光敏化1O2发光成像实验,并结合PDT后血管结构形态学损伤及功能损伤,建立了1O2发光强度和靶向血管损伤之间的量效关系。研究成果为揭示血管靶向光动力(Vascular targeted photodynamic therapy,V-PDT)损伤机制奠定理论基础,具有重要研究价值。本文的主要研究工作如下:首先,成功开发了一个高分辨,快速和宽场的1O2发光成像系统。以玫瑰红(Rose Bengal,RB)溶液为模型,获得了光敏化1O2发光图像。同时,实验评估了氧浓度对1O2发光成像的影响。其次,以裸鼠鼠背皮窗微血管为模型,通过改变不同RB光敏剂剂量和光剂量首次成功获得了不同剂量下的血管光敏化1O2发光图像。另外,通过监测乏氧条件下血管中光敏化1O2发光图像,验证了活体光敏化1O2发光图像信号的真实性。接着,开展了不同RB光敏剂剂量,及不同光辐射能流率PDT实验。通过监测PDT前后靶向血管的结构变化,同时结合其对应的PDT过程中光敏化102发光强度,建立了靶向血管的1O2发光强度和V-PDT血管损伤之间的量效关系。最后,利用散斑血流成像技术监测V-PDT前后靶向血管血流变化,表征血管的功能损伤。结合V-PDT过程中靶向血管1O2发光强度,揭示不同光功率密度下,靶向血管的V-PDT功能损伤程度及对应1O2发光强度之间的变化关系。此外,实验动态评估了 V-PDT过程中不同靶向血管的动态PDT响应。结果表明,动脉血管比静脉血管更易引起V-PDT损伤。