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法国VILBER Fusion系列光学活体成像的应用

导读: 目前,进行动植物活体成像的主要方法手段包括结构成像及功能成像。结构成像主要采用超声、计算机断层摄影(CT)、核磁共振等方法,而功能成像则主要采用光学成像的方法。

  目前,进行动植物活体成像的主要方法手段包括结构成像及功能成像。结构成像主要采用超声、计算机断层摄影(CT)、核磁共振等方法,而功能成像则主要采用光学成像的方法。光学成像主要采用生物发光(Bioluminescence)与荧光(fluorescence)两种技术在活体动植物内进行生物标记,通过成像系统来检测被标记动植物体内分子及细胞等的发展进程,可进行癌症及药物研究、病毒学及基因治疗、细胞凋亡、蛋白质相互作用及转基因动物模型等。

  在光学活体成像过程中,还面临着一些挑战。首先,受探针或染料所处动物体内的位置的影响,位置越深,使得信号越难以穿透动物皮肤而难以被检测到;其次,选择的激发光源波长及染料的发射波长较短,同样无法很好的穿透皮肤;最后,由于探针或染料通常通过尾部静脉注射,探针会被动物的血液和组织所稀释,在活体内的信号就比较弱,因此,选择的探针或包被染料的纳米材料等最好有靶向性。

 

  针对以上问题,法国VILBER研发生产的Fusion FX7多功能成像系统,采用了四级半导体制冷CCD,相对于室温可低至-67℃,暗电流仅有0.0002e/p/s,极大地降低了背景噪点;1.2inch大面积CCD感应器配以f0.84大光圈定焦镜头,最大程度减少光信号的损失,提高检测灵敏度,即使动植物体内发出很少的光子也能够检测到信号。由于在活体成像过程中,激发光源的波长及频率对于染料的激发有很大的影响,波长越长,频率越高,越能穿透动物皮肤组织,提高激发光的射入。VILBER Fusion FX7独有的Pulsed light技术,提高了光源的发射频率,从而提高了单位时间内的入射光量,另外,Fusion FX7 IR Spectra具有640nm红光及740nm远红光激发光源,可以有效穿透动物皮肤组织,激发染料后获取更多的发射光信号。

 

  在活体成像实验过程中,还需要注意以下几点:首先,尽量选择激发波长和发射波长较长的荧光染料,如CY5、CY5.5、Qdot 705或Alex Fluor 700等,如果利用荧光探针,则尽量确定探针体外表现稳定可靠,并确定发射波长或强度,也可用血液等生物体液溶解探针观察其变化。其次,由于动物本身在不同部位会有不同的自发荧光,且不同的激发光条件下,自发荧光也会有明显不同。因此,如果是用小鼠做实验,则尽量选择裸鼠,避免小鼠的皮毛产生的荧光干扰。再者,纳米材料或药物与染料要进行充分的混合,使得药物等充分的包被染料,以提高信号强度,也可防止假阳性的出现。

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