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活体生物荧光成像技术原理

时间: 2021-03-11 15:52 编辑: 北京瑞科中仪阅读:

随着活体动物光学成像技术在国内外的普及和应用,越来越多的科研人员希望能通过该技术来观察活体动物体内肿瘤细胞的生长以及对药物治疗的反应,希望能观察到荧光标记的多肽、抗体、小分子药物在体内的分布和代谢情况。活体生物荧光成像技术(in vivo bioluminescence imaging)是近年来发展起来的一项分子、基因表达的分析检测系统。它由敏感的CCD及其分析软件和作为报告子的荧光素酶(luciferase)以及荧光素(luciferin)组成。利用灵敏的检测方法,让研究人员能够直接监控活体生物体内肿瘤的生长及转移、感染性疾病发展过程、特定基因的表达等生物学过程。
活体生物荧光成像技术原理
传统的动物实验方法需要在不同的时间点宰杀实验动物以获得数据,从而得到多个时间点的实验结果。相比之下,活体生物荧光成像技术通过对同一组实验对象在不同时间点进行记录,跟踪同一观察目标(标记细胞及基因)的移动及变化,所得的数据更加真实可信。因其操作极其简单、所得结果直观、灵敏度高等特点。
活体生物荧光成像技术原理
活体生物荧光成像技术是指在小的哺乳动物体内利用报告基因-荧光素酶基因表达所产生的荧光素酶蛋白与其小分子底物荧光素在氧、Mg2+离子存在的条件下消耗ATP发生氧化反应,将部分化学能转变为可见光能释放。然后在体外利用敏感的CCD设备形成图像。荧光素酶基因可以被插入多种基因的启动子(promoter),成为某种基因的报告基因,通过监测报告基因从而实现对目标基因的监测。
活体生物荧光成像技术原理
生物荧光实质是一种化学荧光,萤火虫荧光素酶在氧化其特有底物荧光素的过程中可以释放波长广泛的可见光光子,其平均波长为560nm(460~630nm),这其中包括重要的波长超过600nm的红光成分。在哺乳动物体内血红蛋白是吸收可见光的主要成分,能吸收中蓝绿光波段的大部分可见光;水和脂质主要吸收红外线,但其均对波长为590~800nm的红光至近红外线吸收能力较差,因此波长超过600nm的红光虽然有部分散射消耗但大部分可以穿透哺乳动物组织被敏感的CCD camera检测到。
三、技术优势
1.无创伤性;
2.可多次重复在不同时间点检测;
3.快速扫描成像(时间少于5 min);
4.可以使实验动物整体成像
5.同一实验动物体内获得全部时间点的整体数据,用极少的实验动物而迅速获得更全面的数据,大大地节省了时间及经费,减少了不同实验动物之间的个体差异。

 
 
 
 
 
 
 
 
 

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