目前常见的分子影像技术如X-射线成像、断层扫描成像（CT）、磁共振成像（MRI）和超声成像（US）被用于对疾病等的医疗诊断，但这些方法具有较差的空间分辨率及其无法实现动态实时监测等缺点。

近红外二区成像（900-1700nm）与可见光成像（400-900nm）相比，因其在样品中的散射与吸收系数更小，因此具有更高的成像分辨率与穿透深度。近红外二区成像系统针对小动物成像分辨率一般可达30um，能对细小的血管直接成像；穿透深度大致为2cm，即便是小鼠深的脏器发出的信号也能被检测到。

近红外二区光学成像技术以其高灵敏度和高时空分辨率等优点，为微小肿瘤/转移瘤及肿瘤相关血管的检测和研究提供了一种新的无创检测成像手段，在生物医学和临床诊断中发挥着重要作用。在过去几年里，研究者们致力于研究近红外第一窗口（700 nm~900 nm）的荧光成像，但是由于生物组织在这个波段范围内有很强的吸收和散射，致使其信噪比和组织穿透深度都比较低。

新一代的近红外二区光学成像（NIR-II，1000-1700 nm）在成像灵敏度、穿透深度和空间分辨率方面有着显著提高。因此，近年来，位于近红外第二窗口（NIR-II，1000 nm~1700 nm）的材料得到了广泛的关注，在这个波段，生物组织自身的吸收和散射弱，这样就可以极大地提高成像质量和穿透深度。

近红外二区成像已成为活体成像领域的研究热点，近红外光区的荧光标记通常是纳米材料，现阶段已陆续有实验室研发出近红外二区有机小分子荧光染料，相信这将极大的推动近红外二区成像技术在生物医学研究领域的应用与发展。

目前，一些无机材料如稀土下转换纳米颗粒、碳纳米管、量子点以及少数有机染料能够实现NIR-II的发射，但是它们的激发波长都位于近红外第一窗口内。因此，开发激发波长和发射波长都位于NIR-II的材料成为目前生物成像的热点。