汕頭實(shí)時(shí)影像光纖原理

在體光纖成像記錄熒光素酶的每個(gè)催化反應(yīng)只產(chǎn)生一個(gè)光 子 , 通常肉眼無(wú)法直接觀察到, 而且光子在強(qiáng)散射性的生物組織中傳輸時(shí), 將會(huì)發(fā)生吸收、 散射、 反射、 透射等大量光學(xué)行為 。 因此，必須采用高 靈敏度的光學(xué)檢測(cè)儀器（ 如CCD camera）采集并定量檢測(cè)生物體內(nèi)所發(fā)射的光子數(shù)量, 然后將其轉(zhuǎn)換成圖像， 在體生物發(fā)光成像中的發(fā)光光譜范圍通常為可見(jiàn)光到 近紅外光波段, 哺乳動(dòng)物體內(nèi)血紅蛋白主要吸收可見(jiàn)光, 水和脂質(zhì)主要吸收紅外線, 但對(duì)波長(zhǎng)為 590~1500nm的紅光至近紅外線吸收能力則較差， 因此, 大部分波長(zhǎng)超過(guò)600nm的紅光, 經(jīng)過(guò)散射、吸收后能夠穿透哺乳動(dòng)物組織, 被生物體外的高靈敏光學(xué)檢測(cè)儀器探測(cè)到, 這是在體生物發(fā)光成像的理論基礎(chǔ)。在體光纖成像記錄釋放的光子可被跟閃爍晶體相連的光電倍增管檢測(cè)到。汕頭實(shí)時(shí)影像光纖原理

在體光纖成像記錄分辨率和對(duì)比度是成像質(zhì)量的重要組成部分，分辨率指成像系統(tǒng)所能重現(xiàn)的被測(cè)物體細(xì)節(jié)的數(shù)量，對(duì)比度則是成像系統(tǒng)所產(chǎn)生的被測(cè)物體與其背景之間的灰度差別。攝像頭、鏡頭和燈光是決定分辨率和對(duì)比度的重要因素。成像系統(tǒng)所需較小像素分辨率可由下式計(jì)算：較小分辨率=(物件較長(zhǎng)端長(zhǎng)度/較小特征尺寸)×2以條形碼為例，假如較長(zhǎng)端長(zhǎng)度為60mm，較小特征尺寸是0.2mm，那么根據(jù)上式可算出其較小分辨率應(yīng)該是(60/0.2)×2=600鏡頭焦距是分辨率另一種表現(xiàn)形式。汕頭實(shí)時(shí)影像光纖原理在體光纖成像記錄使用者擁有很高的靈活性。

在體光纖成像記錄的優(yōu)點(diǎn)可以非侵入性，實(shí)時(shí)連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)體內(nèi)的各種生物學(xué)過(guò)程，從而可以減少實(shí)驗(yàn)動(dòng)物數(shù)量，及降低個(gè)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(duì)體內(nèi)正常細(xì)胞造成損傷，有利于長(zhǎng)期觀察；此外還有無(wú)放射性等其他優(yōu)點(diǎn)。然而生物發(fā)光也有自身的不足之處：例如波長(zhǎng)依賴(lài)性的組織穿透能力，光在哺乳動(dòng)物組織內(nèi)傳播時(shí)會(huì)被散射和吸收，光子遇到細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)時(shí)會(huì)發(fā)生折射，而且不同類(lèi)型的細(xì)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(cè)體內(nèi)發(fā)出的信號(hào)，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(dòng)力學(xué)也會(huì)影響信號(hào)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。

在體光纖成像記錄的應(yīng)用，揭示機(jī)體的生理病理改變過(guò)程，目前, 在體生物光學(xué)成像技術(shù)己成功應(yīng)用于 干細(xì)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(jī)制的研究中, 可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生物機(jī)體的生理、病理改變過(guò)程, 具有重要的臨床意義。藥物的篩選和評(píng)價(jià)的應(yīng)用目前 , 轉(zhuǎn)基因動(dòng)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(píng)價(jià)等領(lǐng)域。通過(guò)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(bào)告基因標(biāo)記在生物體內(nèi)的任何細(xì)胞， 如：壞掉的細(xì)胞、 造血細(xì)胞等上, 采用在體生物光學(xué)成像技術(shù)對(duì)其示蹤, 了解細(xì)胞在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)移規(guī)律,不單能夠檢測(cè)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物體 內(nèi)的基因表達(dá)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(jìn)行評(píng)價(jià)。在體光纖成像記錄包含較多的單模光纖。

小動(dòng)物在體光纖成像記錄具有靈敏度高、直觀、操作簡(jiǎn)單、能同時(shí)觀測(cè)多個(gè)實(shí)驗(yàn)標(biāo)本，相比 PET、SPECT 無(wú)放射損害等優(yōu)點(diǎn)，但也有其自身的缺陷，例如動(dòng)物組織對(duì)光子吸收、空間分辨率較低等問(wèn)題，因而仍需不斷地完善和改進(jìn)。小動(dòng)物活的物體成像按成像性質(zhì)屬于功能成像，如何能更好地與結(jié)構(gòu)成像技術(shù)相結(jié)合，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果不但能夠定量，而且還能精確定位，這是活的物體成像技術(shù)今后的發(fā)展方向之一。成像技術(shù)可以提供的數(shù)據(jù)有對(duì)的定量和相對(duì)定量?jī)煞N。在體光纖成像記錄通過(guò)一次成像就可獲取整個(gè)圖像。汕頭實(shí)時(shí)影像光纖原理

在體光纖成像記錄為一項(xiàng)新興的分子、 基因表達(dá)的分析 檢測(cè)技術(shù)。汕頭實(shí)時(shí)影像光纖原理

在體光纖成像記錄，指的是利用光學(xué)的探測(cè)手段結(jié)合光學(xué)探測(cè)分子對(duì)細(xì)胞或者組織甚至生物體進(jìn)行成像，來(lái)獲得其中的生物學(xué)信息的方法。傳統(tǒng)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)方法需要在不同的時(shí)間點(diǎn)處死實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，以獲得多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。而在體光纖成像記錄則可以對(duì)同一觀察目標(biāo)進(jìn)行連續(xù)的查看并記錄其變化，從而達(dá)到簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)的目的。光在體內(nèi)組織中傳播時(shí)會(huì)被散射和吸收，血紅蛋白吸收可見(jiàn)光中藍(lán)綠光波段的大部分，但是波長(zhǎng)大于600nm的紅光波段無(wú)法被其吸收，可以穿過(guò)組織和皮膚被檢測(cè)到。在相同的深度情況下，檢測(cè)到的發(fā)光強(qiáng)度和細(xì)胞數(shù)量具有線性關(guān)系。光源的發(fā)光強(qiáng)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。汕頭實(shí)時(shí)影像光纖原理