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來源: 發(fā)布時間:2022-06-08

在體光纖成像記錄,指的是利用光學(xué)的探測手段結(jié)合光學(xué)探測分子對細胞或者組織甚至生物體進行成像,來獲得其中的生物學(xué)信息的方法。傳統(tǒng)的動物實驗方法需要在不同的時間點處死實驗動物,以獲得多個時間點的實驗數(shù)據(jù)。而在體光纖成像記錄則可以對同一觀察目標(biāo)進行連續(xù)的查看并記錄其變化,從而達到簡化實驗的目的。光在體內(nèi)組織中傳播時會被散射和吸收,血紅蛋白吸收可見光中藍綠光波段的大部分,但是波長大于600nm的紅光波段無法被其吸收,可以穿過組織和皮膚被檢測到。在相同的深度情況下,檢測到的發(fā)光強度和細胞數(shù)量具有線性關(guān)系。光源的發(fā)光強度隨深度增加而衰減,血液豐富的組織/系統(tǒng)衰減多,與骨骼相鄰的組織/系統(tǒng)衰減少。在體光纖成像記錄能夠反映細胞或基因表達的空間和時間分布。無錫在體實時成像光纖網(wǎng)站

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目前大部分高水平的文章還是應(yīng)用生物發(fā)光的方法來研究活的物體動物體內(nèi)成像。但是,熒光成像有其方便,直觀,標(biāo)記靶點多樣和易于被大多數(shù)研究人員接受的優(yōu)點,在一些植物分子生物學(xué)研究和觀察小分子體內(nèi)代謝方面也得到應(yīng)用。對于不同的研究,可根據(jù)兩者的特點以及實驗要求,選擇合適的方法。例如利用綠色熒光蛋白和熒光素酶對細胞或動物進行雙重標(biāo)記,用成熟的在體光纖成像記錄進行體外檢測,進行分子生物學(xué)和細胞生物學(xué)研究,然后利用生物發(fā)光技術(shù)進行動物體內(nèi)檢測,進行活的物體動物體內(nèi)研究。無錫在體實時成像光纖網(wǎng)站在體光纖成像記錄用于生成首先一光束。

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在體光纖成像記錄與傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)顯微成像系統(tǒng)相結(jié)合,已形成光纖OCT成像系統(tǒng)、光纖共焦顯微成像系統(tǒng)、關(guān)聯(lián)成像、光纖多光子成像技術(shù)以及三維成像等技術(shù),發(fā)揮了原有顯微系統(tǒng)的長處,可應(yīng)用到更多原來儀器所無法使用的場合。經(jīng)過近10年的發(fā)展,單光纖成像技術(shù)在成像機理、成像質(zhì)量和應(yīng)用研究等方面都取得了很大的進步,為超細內(nèi)窺鏡技術(shù)的發(fā)展提供了新的方向,并使內(nèi)窺鏡在新領(lǐng)域的應(yīng)用成為可能。近幾年,衍射成像技術(shù)和計算成像技術(shù)成為新的研究熱點,該領(lǐng)域的研究成果為單光纖成像技術(shù)提供了更多的技術(shù)支持。

在體光纖成像記錄的優(yōu)點可以非侵入性,實時連續(xù)動態(tài)監(jiān)測體內(nèi)的各種生物學(xué)過程,從而可以減少實驗動物數(shù)量,及降低個體間差異的影響;由于背景噪聲低,所以具有較高的敏感性;不需要外源性激發(fā)光,避免對體內(nèi)正常細胞造成損傷,有利于長期觀察;此外還有無放射性等其他優(yōu)點。然而生物發(fā)光也有自身的不足之處:例如波長依賴性的組織穿透能力,光在哺乳動物組織內(nèi)傳播時會被散射和吸收,光子遇到細胞膜和細胞質(zhì)時會發(fā)生折射,而且不同類型的細胞和組織吸收光子的特性也不盡相同,其中血紅蛋白是吸收光子的主要物質(zhì);由于是在體外檢測體內(nèi)發(fā)出的信號,因而受到體內(nèi)發(fā)光源位置及深度影響;另外還需要外源性提供各種熒光素酶的底物,且底物在體內(nèi)的分布與藥動力學(xué)也會影響信號的產(chǎn)生;由于熒光素酶催化的生化反應(yīng)需要氧氣、鎂離子及 ATP 等物質(zhì)的參與,受到體內(nèi)環(huán)境狀態(tài)的影響。在體光纖成像記錄不需要掃描器件。

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在體光纖成像記錄的應(yīng)用,揭示機體的生理病理改變過程,目前, 在體生物光學(xué)成像技術(shù)己成功應(yīng)用于 干細胞移植、 壞掉的免疫、 毒血癥、 風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、 皮炎等發(fā)病機制的研究中, 可以實時監(jiān)測生物機體的生理、病理改變過程, 具有重要的臨床意義。藥物的篩選和評價的應(yīng)用目前 , 轉(zhuǎn)基因動物模型己大量應(yīng)用于病理研究、藥物研發(fā)、 藥物篩選和藥物評價等領(lǐng)域。通過體外基因轉(zhuǎn)染或直接注射等手段, 將熒光素酶或綠色熒光蛋 自等報告基因標(biāo)記在生物體內(nèi)的任何細胞, 如:壞掉的細胞、 造血細胞等上, 采用在體生物光學(xué)成像技術(shù)對其示蹤, 了解細胞在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)移規(guī)律,不單能夠檢測轉(zhuǎn)基因動物體 內(nèi)的基因表達或 內(nèi)源性基因的活性和功能, 而且能夠?qū)λ幬锖Y選及療效進行評價。在體光纖成像記錄利用生物發(fā)光技術(shù)進行動物體內(nèi)檢測。無錫在體實時成像光纖網(wǎng)站

在體光纖成像記錄同時不受外界光纖干擾。無錫在體實時成像光纖網(wǎng)站

在體光纖成像記錄科研人員從光源掃描方式、光束偏轉(zhuǎn)方式和重建算法等方面開展研究。采用一個點陣光源,用電控的方法掃描不同方向的光束。與現(xiàn)有的振鏡掃描系統(tǒng)相比,該方法結(jié)構(gòu)緊湊,掃描速度快,可以實現(xiàn)系統(tǒng)集成。利用聲光偏轉(zhuǎn)器件可實現(xiàn)光束偏轉(zhuǎn),并結(jié)合波導(dǎo)器件實現(xiàn)多模光纖成像。對于單光纖成像系統(tǒng),盡管實際測量時只需拍攝一次圖像,但在傳輸矩陣的構(gòu)建、相位場的計算以及圖像重建過程中,計算量大、計算時間長,因此新的算法也在不斷被研究。目前單光纖成像技術(shù)水平與實際應(yīng)用需求之間還有較大距離,但成像方法和關(guān)鍵部件技術(shù)的快速進步為將來實現(xiàn)小型化、全固態(tài)和算法嵌入提供了有力支持。無錫在體實時成像光纖網(wǎng)站