การถ่ายภาพระดับโมเลกุลเป็นสาขาหนึ่งของการถ่ายภาพทางการแพทย์ที่มุ่งเน้นการถ่ายภาพโมเลกุลที่มีความสำคัญทางการแพทย์ในผู้ป่วยที่ยังมีชีวิตอยู่ ซึ่งแตกต่างจากวิธีการทั่วไปในการได้ข้อมูลระดับโมเลกุลจากตัวอย่างเนื้อเยื่อที่เก็บรักษาไว้ เช่นการตรวจทางจุลพยาธิวิทยาโมเลกุลที่สนใจอาจเป็นโมเลกุลที่ร่างกายผลิตขึ้นเองตามธรรมชาติ หรือโมเลกุลสังเคราะห์ที่ผลิตในห้องปฏิบัติการและฉีดเข้าไปในผู้ป่วยโดยแพทย์ ตัวอย่างที่พบได้บ่อยที่สุดของการถ่ายภาพระดับโมเลกุลที่ใช้ในทางคลินิกในปัจจุบันคือการฉีดสารเพิ่มความคมชัด (เช่นไมโครบั๊บ เบิ ลไอออนโลหะหรือไอโซโทปรังสี) เข้าไปในกระแสเลือดของผู้ป่วย และใช้เครื่องมือถ่ายภาพ (เช่นอัลตราซาวนด์ MRI CT PET ) เพื่อติดตามการเคลื่อนที่ของสารนั้นในร่างกาย การถ่ายภาพระดับโมเลกุลมีต้นกำเนิดมาจากสาขารังสีวิทยาจากความต้องการที่จะเข้าใจกระบวนการระดับโมเลกุลพื้นฐานภายในสิ่งมีชีวิตได้ดียิ่งขึ้นด้วยวิธีที่ไม่รุกราน

เป้าหมายสูงสุดของการถ่ายภาพระดับโมเลกุลคือการสามารถตรวจสอบกระบวนการทางชีวเคมีทั้งหมดที่เกิดขึ้นภายในสิ่งมีชีวิตแบบเรียลไทม์โดยไม่รุกรานร่างกาย งานวิจัยในปัจจุบันด้านการถ่ายภาพระดับโมเลกุลเกี่ยวข้องกับชีววิทยาของเซลล์ / โมเลกุลเคมีและฟิสิกส์การแพทย์โดยมุ่งเน้นไปที่: 1) การพัฒนาวิธีการถ่ายภาพเพื่อตรวจจับโมเลกุลชนิดที่ไม่สามารถตรวจจับได้มาก่อน 2) การขยายจำนวนและชนิดของสารเพิ่มความคมชัดที่มีอยู่ และ 3) การพัฒนาสารเพิ่มความคมชัดเชิงฟังก์ชันที่ให้ข้อมูลเกี่ยวกับกิจกรรมต่างๆ ที่เซลล์และเนื้อเยื่อดำเนินการทั้งในภาวะสุขภาพและภาวะเจ็บป่วย

การถ่ายภาพระดับโมเลกุลเกิดขึ้นในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 ในฐานะสาขาวิชาที่อยู่ระหว่างชีววิทยาระดับโมเลกุลและ การถ่ายภาพ ในสิ่งมีชีวิตเทคนิคนี้ช่วยให้สามารถมองเห็นการทำงานของเซลล์และติดตามกระบวนการระดับโมเลกุลในสิ่งมีชีวิตได้โดยไม่รบกวนสิ่งมีชีวิต ศักยภาพที่หลากหลายและมากมายของสาขานี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการวินิจฉัยโรคต่างๆ เช่น มะเร็ง โรคทางระบบประสาท และโรคหัวใจและหลอดเลือด เทคนิคนี้ยังช่วยปรับปรุงการรักษาโรคเหล่านี้โดยการเพิ่มประสิทธิภาพการทดสอบก่อนคลินิกและทางคลินิกของยาใหม่ นอกจากนี้ยังคาดว่าจะส่งผลกระทบทางเศรษฐกิจอย่างมากเนื่องจากการวินิจฉัยที่รวดเร็วและแม่นยำยิ่งขึ้น การถ่ายภาพระดับโมเลกุลและการทำงานได้ก้าวไปในทิศทางใหม่นับตั้งแต่มีการค้นพบจีโนมมนุษย์ เส้นทางใหม่ในการวิจัยพื้นฐาน ตลอดจนการวิจัยประยุกต์และอุตสาหกรรม ทำให้งานของนักวิทยาศาสตร์ซับซ้อนมากขึ้นและเพิ่มความต้องการมากขึ้น ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีโปรแกรมการสอนที่เหมาะสมกับความต้องการเฉพาะด้าน

การถ่ายภาพระดับโมเลกุลแตกต่างจากการถ่ายภาพแบบดั้งเดิมตรงที่ใช้โพรบที่เรียกว่าไบโอมาร์กเกอร์เพื่อช่วยในการสร้างภาพเป้าหมายหรือวิถีการทำงานเฉพาะ ไบโอมาร์กเกอร์จะทำปฏิกิริยาทางเคมีกับสิ่งแวดล้อมและเปลี่ยนแปลงภาพตามการเปลี่ยนแปลงระดับโมเลกุลที่เกิดขึ้นภายในบริเวณที่สนใจ กระบวนการนี้แตกต่างอย่างมากจากวิธีการถ่ายภาพแบบเดิม ๆ ซึ่งส่วนใหญ่จะสร้างภาพความแตกต่างของคุณสมบัติ เช่น ความหนาแน่นหรือปริมาณน้ำ ความสามารถในการสร้างภาพการเปลี่ยนแปลงระดับโมเลกุลอย่างละเอียดนี้เปิดโอกาสใหม่ ๆ ที่น่าตื่นเต้นมากมายสำหรับการประยุกต์ใช้ทางการแพทย์ รวมถึงการตรวจหาและรักษาโรคในระยะเริ่มต้น และการพัฒนายาขั้นพื้นฐาน นอกจากนี้ การถ่ายภาพระดับโมเลกุลยังช่วยให้สามารถทำการทดสอบเชิงปริมาณได้ ทำให้การศึกษาในด้านเหล่านี้มีความเป็นกลางมากขึ้น เทคโนโลยีหนึ่งที่กำลังเกิดขึ้นใหม่คือ การถ่ายภาพระดับโมเลกุล MALDIซึ่งใช้หลักการของแมสสเปกโทรเมตรี

มีการวิจัยในหลายด้านของสาขาการถ่ายภาพระดับโมเลกุล การวิจัยส่วนใหญ่ในปัจจุบันมุ่งเน้นไปที่การตรวจจับสิ่งที่เรียกว่าภาวะก่อนเกิดโรค หรือภาวะระดับโมเลกุลที่เกิดขึ้นก่อนที่จะตรวจพบอาการทั่วไปของโรค การวิจัยที่สำคัญอื่นๆ ได้แก่ การถ่ายภาพการแสดงออกของยีนและการพัฒนาตัวบ่งชี้ทางชีวภาพใหม่ๆ องค์กรต่างๆ เช่น ศูนย์นวัตกรรมและการแปลผลการถ่ายภาพระดับโมเลกุล ของ SNMMI (CMIIT) ได้ก่อตั้งขึ้นเพื่อสนับสนุนการวิจัยในสาขานี้ ในยุโรป เครือข่ายความเป็นเลิศอื่นๆ เช่น DiMI (Diagnostics in Molecular Imaging) หรือ EMIL (European Molecular Imaging Laboratories) ก็ทำงานในวิทยาศาสตร์ใหม่นี้ โดยบูรณาการกิจกรรมและการวิจัยในสาขานี้ ด้วยวิธีนี้ จึงมีการจัดตั้งโครงการปริญญาโทของยุโรป "EMMI" ขึ้นเพื่อฝึกอบรมผู้เชี่ยวชาญรุ่นใหม่ในด้านการถ่ายภาพระดับโมเลกุล

เมื่อไม่นานมานี้ คำว่าการถ่ายภาพระดับโมเลกุลได้ถูกนำมาใช้กับเทคนิคกล้องจุลทรรศน์และนาโนสโคปีหลายประเภท รวมถึงกล้องจุลทรรศน์เซลล์มีชีวิตกล้องจุลทรรศน์ฟลูออเรสเซนต์แบบสะท้อนภายในทั้งหมด (TIRF) นาโนสโคปีแบบลดการปล่อยแสงกระตุ้น (STED) และกล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม (AFM) เนื่องจากภาพโมเลกุลเป็นผลลัพธ์ที่ได้

มีวิธีการสร้างภาพระดับโมเลกุลแบบไม่รุกรานหลายวิธี แต่ละวิธีมีจุดแข็งและจุดอ่อนแตกต่างกัน และบางวิธีก็เหมาะสมกับการสร้างภาพเป้าหมายหลายเป้าหมายมากกว่าวิธีอื่น

MRI มีข้อดีคือมีความละเอียดเชิงพื้นที่สูงมากและมีความเชี่ยวชาญในการสร้างภาพทางสัณฐานวิทยาและการสร้างภาพเชิงฟังก์ชัน อย่างไรก็ตาม MRI ก็มีข้อเสียอยู่หลายประการ ประการแรก MRI มีความไวประมาณ 10 ⁻³ mol/Lถึง 10 ⁻⁵ mol/L ซึ่งเมื่อเทียบกับการสร้างภาพประเภทอื่นแล้ว ถือว่ามีข้อจำกัดมาก ปัญหานี้เกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่าความแตกต่างระหว่างอะตอมในสถานะพลังงานสูงและสถานะพลังงานต่ำนั้นมีน้อยมาก ตัวอย่างเช่น ที่ 1.5 เทสลาซึ่งเป็นความแรงสนามทั่วไปสำหรับ MRI ทางคลินิก ความแตกต่างระหว่างสถานะพลังงานสูงและต่ำอยู่ที่ประมาณ 9 โมเลกุลต่อ 2 ล้าน การปรับปรุงเพื่อเพิ่มความไวของ MR ได้แก่ การเพิ่มความแรงของสนามแม่เหล็ก และไฮเปอร์โพลาไรเซชันผ่านการปั๊มด้วยแสง การโพลาไรเซชันนิวเคลียร์แบบไดนามิกหรือการโพลาไรเซชันที่เหนี่ยวนำโดยพาราไฮโดรเจนนอกจากนี้ยังมีแผนการขยายสัญญาณที่หลากหลายโดยอาศัยการแลกเปลี่ยนทางเคมีที่เพิ่มความไว^{[ 1 ]}

เพื่อให้ได้ภาพระดับโมเลกุลของไบโอมาร์กเกอร์ของโรคโดยใช้ MRI จำเป็นต้องใช้สารเพิ่มความคมชัดของ MRI ที่มีความจำเพาะสูงและค่ารีแลกซิวิตีสูง (ความไว) ปัจจุบันมีการศึกษามากมายที่มุ่งเน้นการพัฒนาสารเพิ่มความคมชัดของ MRI เพื่อให้ได้ภาพระดับโมเลกุลโดยใช้ MRI โดยทั่วไปแล้ว เปปไทด์ แอนติบอดี หรือลิแกนด์ขนาดเล็ก และโดเมนโปรตีนขนาดเล็ก เช่น HER-2 affibodies ได้ถูกนำมาใช้เพื่อให้เกิดการกำหนดเป้าหมาย เพื่อเพิ่มความไวของสารเพิ่มความคมชัด โมเลกุลเป้าหมายเหล่านี้มักจะเชื่อมโยงกับสารเพิ่มความคมชัดของ MRI ที่มีปริมาณสารออกฤทธิ์สูงหรือสารเพิ่มความคมชัดของ MRI ที่มีค่ารีแลกซิวิตีสูง^{[ 2 ]}โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การพัฒนาอนุภาคเหล็กออกไซด์ขนาดไมครอน (MPIO) ในปัจจุบันทำให้สามารถตรวจจับโปรตีนที่แสดงออกโดยหลอดเลือดแดงและหลอดเลือดดำได้ในระดับความไวที่ไม่เคยมีมาก่อน^{[ 3 ]}

มีแนวทางหลายวิธีที่ใช้สำหรับการถ่ายภาพด้วยแสง วิธีการต่างๆ ขึ้นอยู่กับการเรืองแสง การ เรืองแสงทางชีวภาพการดูดซับหรือการสะท้อนแสงเป็นแหล่งกำเนิดความแตกต่าง^{[ 4 ]}

คุณสมบัติที่มีค่าที่สุดของการถ่ายภาพด้วยแสงคือ การถ่ายภาพด้วยแสงและอัลตราซาวนด์ไม่มีข้อกังวลด้านความปลอดภัยที่ร้ายแรงเหมือนกับวิธีการถ่ายภาพทางการแพทย์อื่นๆ

ข้อเสียของการถ่ายภาพด้วยแสงคือความลึกในการทะลุทะลวงที่จำกัด โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อทำงานที่ความยาวคลื่นที่มองเห็นได้ ความลึกในการทะลุทะลวงเกี่ยวข้องกับการดูดซับและการกระเจิงของแสง ซึ่งส่วนใหญ่เป็นฟังก์ชันของความยาวคลื่นของแหล่งกำเนิดแสง แสงจะถูกดูดซับโดยโครโมฟอร์ภายในที่พบในเนื้อเยื่อที่มีชีวิต (เช่น ฮีโมโกลบิน เมลานิน และไขมัน) โดยทั่วไป การดูดซับและการกระเจิงของแสงจะลดลงเมื่อความยาวคลื่นเพิ่มขึ้น ที่ความยาวคลื่นต่ำกว่า ~700 นาโนเมตร (เช่น ความยาวคลื่นที่มองเห็นได้) ผลกระทบเหล่านี้ส่งผลให้ความลึกในการทะลุทะลวงตื้นเพียงไม่กี่มิลลิเมตร ดังนั้น ในช่วงสเปกตรัมที่มองเห็นได้ จึงสามารถประเมินคุณลักษณะของเนื้อเยื่อได้เพียงผิวเผินเท่านั้น ที่ความยาวคลื่นสูงกว่า 900 นาโนเมตร การดูดซับของน้ำอาจรบกวนอัตราส่วนสัญญาณต่อพื้นหลัง เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับของเนื้อเยื่อต่ำกว่ามากในบริเวณอินฟราเรดใกล้ (NIR) (700-900 นาโนเมตร) แสงจึงสามารถทะลุทะลวงได้ลึกขึ้นถึงหลายเซนติเมตร^{[ 5 ]}

โพรบและฉลากเรืองแสงเป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับการถ่ายภาพด้วยแสง นักวิจัยบางคนได้ประยุกต์ใช้การถ่ายภาพ NIR ในแบบจำลองหนูที่เป็นโรคกล้ามเนื้อหัวใจขาดเลือดเฉียบพลัน (AMI) โดยใช้โพรบเปปไทด์ที่สามารถจับกับเซลล์ที่เกิดภาวะอะพอพโทซิสและเนื้อตาย^{[ 6 ]}ฟลูออโรฟอร์ใกล้อินฟราเรด (NIR) จำนวนมากถูกนำมาใช้สำหรับการถ่ายภาพในร่างกาย รวมถึงสีย้อมและสารประกอบ Kodak X-SIGHT, Pz 247, DyLight 750 และ 800 Fluors, Cy 5.5 และ 7 Fluors, สีย้อม Alexa Fluor 680 และ 750, IRDye 680 และ 800CW Fluors จุดควอนตัม ด้วยความเสถียรต่อแสงและการปล่อยแสงที่สว่าง ทำให้เกิดความสนใจอย่างมาก อย่างไรก็ตาม ขนาดของพวกมันทำให้การกำจัดออกจากระบบไหลเวียนโลหิตและไตเป็นไปอย่างไม่มีประสิทธิภาพ ในขณะเดียวกันก็แสดงความเป็นพิษในระยะยาว

มีการศึกษาหลายชิ้นที่แสดงให้เห็นถึงการใช้โพรบที่ติดฉลากด้วยสีย้อมอินฟราเรดในการถ่ายภาพด้วยแสง

1. ในการเปรียบเทียบระหว่างการสแกนด้วยรังสีแกมมาและการถ่ายภาพด้วยรังสีอินฟราเรดใกล้ พบว่าไซโคลเพนตาเปปไทด์ที่ติดฉลากคู่ด้วย¹¹¹และมีการใช้ฟลูออโรฟอร์ NIR เพื่อสร้างภาพซีโนกราฟต์เมลาโนมาที่มีอินทิกริน αvβ3 เป็นบวก^{[ 7 ]}
2. RGD ที่ติดฉลากอินฟราเรดใกล้ซึ่งกำหนดเป้าหมายไปที่อินทิกริน αvβ3 ได้ถูกนำมาใช้ในการศึกษาวิจัยจำนวนมากเพื่อกำหนดเป้าหมายมะเร็งหลายชนิด^{[ 8 ]}
3. ฟลูออโรฟอร์ NIR ได้ถูกเชื่อมต่อกับปัจจัยการเจริญเติบโตของผิวหนัง (EGF) เพื่อใช้ในการถ่ายภาพการลุกลามของเนื้องอก^{[ 9 ]}
4. มีการเปรียบเทียบฟลูออโรฟอร์ NIR กับ Cy5.5 ซึ่งแสดงให้เห็นว่าสีย้อมที่มีความยาวคลื่นยาวกว่าอาจสร้างตัวแทนเป้าหมายที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นสำหรับการถ่ายภาพด้วยแสง^{[ 10 ]}
5. Pamidronate ได้รับการติดฉลากด้วยฟลูออโรฟอร์ NIR และใช้เป็นสารสร้างภาพกระดูกเพื่อตรวจจับกิจกรรมของเซลล์สร้างกระดูกในสัตว์ที่มีชีวิต^{[ 11 ]}
6. GPI ที่ติดฉลากด้วยฟลูออโรฟอร์ NIR ซึ่งเป็นสารยับยั้งที่มีประสิทธิภาพของแอนติเจนเยื่อหุ้มเซลล์เฉพาะต่อมลูกหมาก (PSMA) ^{[ 12 ]}
7. การใช้อัลบูมินในซีรั่มของมนุษย์ที่ติดฉลากด้วยฟลูออโรฟอร์ NIR เป็นสารติดตามสำหรับการทำแผนที่ต่อมน้ำเหลืองเซนติเนล^{[ 13 ]}
8. 2-ดีออกซี-ดี-กลูโคสที่ติดฉลากด้วยฟลูออโรฟอร์ NIR ^{[ 14 ]}

การเพิ่มโพรบ NIR เข้าไปในเวกเตอร์ใดๆ อาจเปลี่ยนแปลงความเข้ากันได้ทางชีวภาพและการกระจายตัวทางชีวภาพของเวกเตอร์นั้นได้ ดังนั้นจึงไม่สามารถสันนิษฐานได้ว่าเวกเตอร์ที่เชื่อมต่อแล้วจะมีพฤติกรรมคล้ายคลึงกับรูปแบบดั้งเดิม

การพัฒนาเทคโนโลยีเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ในช่วงทศวรรษ 1970 ทำให้สามารถสร้างแผนที่การกระจายตัวของไอโซโทปรังสีในอวัยวะหรือเนื้อเยื่อได้ และนำไปสู่เทคนิคที่เรียกว่า เอกซเรย์คอมพิวเตอร์แบบปล่อยโฟตอนเดี่ยว (SPECT)

สารสร้างภาพที่ใช้ใน SPECT ปล่อยรังสีแกมมา ซึ่งแตกต่างจากสารที่ปล่อยโพซิตรอน (เช่น¹⁸F ) ที่ใช้ใน PET มีสารกัมมันตรังสีหลายชนิด (เช่น^{99 เมตร}ทีซี ,¹¹¹ใน ,¹²³ฉัน ,²⁰¹Te ) ที่สามารถใช้งานได้ ขึ้นอยู่กับการใช้งานเฉพาะด้าน

ซีนอน (¹³³ก๊าซซีนอน (Xe ) เป็นสารกัมมันตรังสีชนิดหนึ่งที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์ในการศึกษาการวินิจฉัยโดยการสูดดมเพื่อประเมินการทำงานของปอด การถ่ายภาพปอด และอาจใช้เพื่อประเมินการไหลเวียนของเลือดในสมอง (rCBF) การตรวจจับก๊าซนี้เกิดขึ้นโดยใช้กล้องแกมมาซึ่งเป็นเครื่องตรวจจับแบบสั่นไหวที่ประกอบด้วยตัวกรองรังสี ผลึกโซเดียมไอโอดีน และชุดหลอดโฟโตมัลติพลายเออร์

โดยการหมุนกล้องแกมมาไปรอบๆ ผู้ป่วย สามารถสร้างภาพสามมิติของการกระจายตัวของสารกัมมันตรังสีได้โดยใช้การฉายย้อนกลับแบบกรองหรือเทคนิคโทโมกราฟีอื่นๆ ไอโซโทปกัมมันตรังสีที่ใช้ใน SPECT มีครึ่งชีวิตค่อนข้างยาว (ไม่กี่ชั่วโมงถึงไม่กี่วัน) ทำให้ผลิตได้ง่ายและมีราคาค่อนข้างถูก นี่คือข้อได้เปรียบที่สำคัญของ SPECT ในฐานะเทคนิคการถ่ายภาพระดับโมเลกุล เนื่องจากมีราคาถูกกว่า PET หรือ fMRI อย่างมาก อย่างไรก็ตาม SPECT ขาดความละเอียดเชิงพื้นที่ที่ดี (เช่น ตำแหน่งที่แน่นอนของอนุภาค) หรือเชิงเวลา (เช่น สัญญาณของสารเพิ่มความคมชัดเกิดขึ้นในมิลลิวินาทีนี้หรือมิลลิวินาทีนั้น) นอกจากนี้ เนื่องจากกัมมันตภาพรังสีของสารเพิ่มความคมชัด จึงมีประเด็นด้านความปลอดภัยเกี่ยวกับการให้ไอโซโทปกัมมันตรังสีแก่ผู้ป่วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการศึกษาแบบต่อเนื่อง

การถ่ายภาพด้วยโพซิตรอนอีมิสชันโทโมกราฟี (PET) เป็น เทคนิคการถ่ายภาพ ทางการแพทย์นิวเคลียร์ที่สร้างภาพสามมิติของกระบวนการทำงานภายในร่างกาย ทฤษฎีเบื้องหลัง PET นั้นค่อนข้างง่าย ขั้นแรก โมเลกุลจะถูกติดแท็กด้วยไอโซโทปที่ปล่อยโพซิตรอน โพซิตรอนเหล่านี้จะทำปฏิกิริยาทำลายล้างกับอิเล็กตรอนที่อยู่ใกล้เคียง ปล่อยโฟตอน 511 keV สองตัวออกมา โดยพุ่งไปในทิศทางตรงกันข้าม ห่างกัน 180 องศา จากนั้นโฟตอนเหล่านี้จะถูกตรวจจับโดยเครื่องสแกน ซึ่งสามารถประมาณความหนาแน่นของการทำลายล้างของโพซิตรอนในบริเวณเฉพาะได้ เมื่อมีการปฏิสัมพันธ์และการทำลายล้างเกิดขึ้นมากพอแล้ว ความหนาแน่นของโมเลกุลดั้งเดิมในบริเวณนั้นก็สามารถวัดได้ ไอโซโทปที่ใช้โดยทั่วไป ได้แก่¹¹ซี ,¹³เอ็น ,¹⁵โอ ,¹⁸เอฟ ,⁶⁴คู ,⁶²คู ,¹²⁴ฉัน ,⁷⁶บร ,⁸²อาร์บี ,⁸⁹Zrและ⁶⁸กากับ¹⁸Fเป็นสารที่ใช้ในทางคลินิกมากที่สุด ข้อเสียเปรียบที่สำคัญอย่างหนึ่งของ PET คือ โพรบส่วนใหญ่ต้องผลิตด้วยเครื่องไซโคลตรอน โพรบเหล่านี้ส่วนใหญ่ยังมีครึ่งชีวิตวัดเป็นชั่วโมง ทำให้ต้องมีเครื่องไซโคลตรอนอยู่ในสถานที่เดียวกัน ปัจจัยเหล่านี้อาจทำให้ PET มีราคาแพงมาก อย่างไรก็ตาม การถ่ายภาพ PET ก็มีข้อดีหลายประการ ประการแรกและสำคัญที่สุดคือความไว: เครื่องสแกน PET ทั่วไปสามารถตรวจจับความเข้มข้นได้ระหว่าง 10 ⁻¹¹ mol/L ถึง 10 ⁻¹² mol/L

• การถ่ายภาพทางเคมี
• MICAD
• การแพทย์เชิงพยากรณ์
• การแพทย์เชิงแปลผล
• แบบจำลองหนูสำหรับการแพร่กระจายของมะเร็งเต้านม
• การถ่ายภาพฟลูออเรสเซนซ์ที่สามารถสลับได้ด้วยอัลตราซาวนด์