近年来肝脏被认为是重要的区域性免疫器官,具有独特的血窦结构和维持机体稳态的特点,与疾病的发生和发展密切相关。固有免疫系统作为机体的先天性防御体系,对于机体防御外源性病原菌的入侵具有相当重要的作用。卵黄囊发育而来的巨噬细胞分布于机体各组织器官,参与机体的免疫防御、免疫自稳和免疫调节。枯否细胞（Kupffer cells,KCs）是卵黄囊发育而来定居肝脏的巨噬免疫细胞,约占机体固有巨噬细胞总数的80%~90%。虽然对于KCs的认识已久,但是对其在肝小叶内的排布规律与其吞噬降解能力尚不甚清楚,对肝脏疾病发生发展过程中KCs及其他免疫细胞如何动态参与其中也是不清楚的。以抗体作为KCs示踪剂的肝脏荧光成像,通常难以兼顾成像深度、视场范围和空间分辨率,无法同时获取肝脏的基本结构单元肝小叶的精细结构信息和KCs的准确定位与功能信息。光声成像技术可以弥补荧光共聚焦成像技术在成像深度、视场范围和血管成像上的不足,然而目前缺少对肝脏免疫细胞的双模态成像标记探针,使得在活体成像中难以有效的观察肝脏免疫结构和免疫细胞的相互作用关系。活体肝脏显微成像时,受到呼吸起伏以及心脏跳动导致的肝脏抖动影响,所获得的图像由于运动伪影而质量差,难以清楚地观察肝脏的生理结构和细胞运动规律。理想的肝脏成像窗口应当在不改变肝脏生理状态的情况下,减缓肝脏的抖动,消除产生的伪影。建立适合于腹腔脏器的活体长时程、大视野、高质量成像方法,对于获得肝脏精细的肝血窦结构和免疫细胞的位置分布以及运动特征至关重要。基于上述存在的问题,本文研制了可特异性靶向肝脏KCs的双模态荧光/光声纳米探针,建立了可用于双模态成像的抽屉式腹腔窗模型,应用荧光/光声双模态成像对正常肝脏生理状态及肝脏原位移植瘤模型进行了深入探究。主要研究结果如下:（1）发明了可快速自组装的类似石榴样结构的纳米颗粒,疏水性近红外荧光染料可被高效地自组装到石榴籽（4~5 nm）内,数以万计的石榴籽形成一个粒径约399 nm的纳米石榴颗粒。由于纳米石榴颗粒独特的光学性质及其数百纳米的粒径,静脉注射后,迅速被肝脏中的KCs摄取,摄取率高达98.8%。由此,通过光声成像检测肝脏中的光声信号,可反映KCs的吞噬能力;通过检测肝脏中的荧光信号,可反映KCs的降解功能。（2）活体肝脏的光声成像清晰地展示了纵横交错排列的肝小叶和肝血窦的精细结构。双波长光声成像（523 nm和744 nm）结果显示:在单个肝小叶内KCs的密度与其离中央静脉的距离（rn/rmax）之间呈现线性关系（R2=0.751）;表征了KCs的面积大小与其空间位置的关系,KCs的面积大小与其空间位置（rn/rmax）呈线性相关（R2=0.7209）,随着rn/rmax比率沿中央静脉-门静脉（Central Vein-Portal Vein,CV-PT）轴增加,面积也随之增加;KCs的吞噬能力沿着肝小叶CV-PT轴变化,在rn/rmax比率0.167和0.3之间的（接近CV）有一个锯齿形波动,在rn/rmax比率为0.2和0.233时,出现最低和最高值;活体肝脏的荧光成像表明,KCs吞噬纳米石榴后缓慢释放出荧光信号;与商业化乳胶微粒对比,可以更加清晰地展现KCs的形态。（3）开发了一种以亚克力/树脂为成像介质的抽屉式腹腔窗,并将其应用于肝脏的长时程活体荧光/光声成像,成像持续时长可以超过10 d。同时在不改变肝脏生理结构与状态下消除了成像伪影产生的因素。通过对抽屉式腹腔窗模型CXCR6-GFP小鼠肝脏原位移植tfRFP-B16瘤模型进行长时程荧光/光声成像,获取肿瘤在发生发展过程中的肝血窦和免疫细胞的图像信息。结果表明在肿瘤实质内自然杀伤T细胞（Natural Killer T cell,NKT）的密度比瘤外区和对照组高11倍和10.1倍,表明NKT细胞在肝脏原位移植瘤模型微环境中的分布具有突出的空间特征,大部分聚集在肿瘤转移瘤的实质内和周围。肿瘤实质内的KCs具有较小的细胞面积,其形态学特性与肿瘤周围的KCs相同,倾向于收缩,呈变形虫样。肿瘤外区的KCs细胞面积较大,形态学特性与对照组的KCs相似,倾向于伸展,呈纺锤形,有棱角。综上所述,本课题成功地解决了高效靶向标记KCs并同时具备光声/荧光双模态成像的难题,揭示了KCs在活体肝脏内的策略性排布与功能;建立的活体肝脏显微成像新方法,为活体长时程高分辨率可视化研究肝脏疾病过程中血管结构和免疫细胞的变化提供了有效工具。