鹽城神經(jīng)元成像光纖原理

來源: 發(fā)布時(shí)間:2021-12-08

小動(dòng)物在體光纖成像記錄具有靈敏度高、直觀、操作簡單、能同時(shí)觀測多個(gè)實(shí)驗(yàn)標(biāo)本,相比 PET、SPECT 無放射損害等優(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)定量兩種。在體光纖成像記錄待成像物體所處環(huán)境為血管,支氣管。鹽城神經(jīng)元成像光纖原理

鹽城神經(jīng)元成像光纖原理,在體光纖成像記錄

隨著熒光標(biāo)記技術(shù)和光學(xué)成像技術(shù)的發(fā)展, 在體生物光學(xué)成像(In vivo optical imaging)已經(jīng)發(fā)展 為一項(xiàng)嶄新的分子、 基因表達(dá)的分析檢測技術(shù),在 生命科學(xué)、 醫(yī)學(xué)研究及藥物研發(fā)等領(lǐng)域得到較多應(yīng)用, 主要分為在體生物發(fā)光成像(Bioluminescence imaging,BLI) , 和在體熒光成像,在體光纖成像記錄(Fluorescence imaging)兩種成像方式。 在體生物發(fā)光成像采用熒光素酶基因標(biāo)記細(xì)胞或DNA, 在體熒光成像則采用熒光報(bào)告基團(tuán), 如綠色熒光蛋白, 紅色熒光蛋白等進(jìn)行標(biāo)記 , 利用靈敏的光學(xué)檢測儀器, 如電荷耦合攝像機(jī) (CCD), 觀測活的物體動(dòng)物體內(nèi)疾病的發(fā)生的發(fā)展、 壞掉的的生長及轉(zhuǎn)移、 基因的表達(dá)及反應(yīng)等生物學(xué)過程, 從而監(jiān)測活的物體生物體內(nèi)的細(xì)胞活動(dòng)和基因行為。連云港在體實(shí)時(shí)單光纖成像技術(shù)原理在體光纖成像記錄要求共聚焦系統(tǒng)具有較高的靈敏度。

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在體光纖成像記錄成像原理熒光物質(zhì)被激發(fā)后所發(fā)射的熒光信號(hào)的強(qiáng)度在一定的范圍內(nèi)與熒光素的量成線性關(guān)系。熒光信號(hào)激發(fā)系統(tǒng)(激發(fā)光源、光路傳輸組件)、熒光信號(hào)收集組件、信號(hào)檢測以及放大系統(tǒng)。發(fā)射的熒光信號(hào)的波長范圍一般在可見到紅外區(qū)域的居多。因?yàn)楣獾牟ㄩL越長對(duì)組織的穿透力越強(qiáng),所以對(duì)于能夠發(fā)射出波長較長的近紅外熒光的材料是我們所追求的。目前有很多熒光染料已經(jīng)商業(yè)化,用于對(duì)細(xì)胞內(nèi)部的各個(gè)細(xì)胞器進(jìn)行染色,呈現(xiàn)出不同波長的發(fā)射光,從而有利于對(duì)單個(gè)生物功能分子的體內(nèi)連續(xù)追蹤,詳細(xì)地記錄其生理過程。

在體光纖成像記錄系統(tǒng)在外泌體研究中的應(yīng)用,細(xì)胞外囊泡,是來源于細(xì)胞的脂質(zhì)雙層包裹的納米囊泡。外泌體是來源于細(xì)胞的脂質(zhì)雙層包裹的納米囊泡。外泌體特性的影響還沒有完全闡明,也缺乏對(duì)不同儲(chǔ)存條件的對(duì)比評(píng)價(jià)。在自由活動(dòng)動(dòng)物的深部腦區(qū)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)記錄和神經(jīng)細(xì)胞活性調(diào)控;高質(zhì)量,亞細(xì)胞分辨率的成像;多波長成像,實(shí)現(xiàn)較多的鈣離子成像,和光遺傳實(shí)驗(yàn),特定目標(biāo)光刺激;超輕的頭部裝置(0.7g);模塊化設(shè)計(jì),簡便靈活;是模塊化設(shè)計(jì),使用者擁有很高的靈活性,可以隨時(shí)根據(jù)研究需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整,比如調(diào)整光源,波長,濾光片,相機(jī)等。在體光纖成像記錄和散射介質(zhì)成像的機(jī)理既有關(guān)聯(lián)。

鹽城神經(jīng)元成像光纖原理,在體光纖成像記錄

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)測體內(nèi)的各種生物學(xué)過程,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,有利于長期觀察;此外還有無放射性等其他優(yōu)點(diǎn)。然而生物發(fā)光也有自身的不足之處:例如波長依賴性的組織穿透能力,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。醫(yī)生可以在體光纖成像記錄直觀地進(jìn)行診斷和分析。十堰神經(jīng)生物學(xué)成像光纖服務(wù)

在體光纖成像記錄需要許多數(shù)據(jù)點(diǎn)。鹽城神經(jīng)元成像光纖原理

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(gè)點(diǎn)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(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成。利用聲光偏轉(zhuǎn)器件可實(shí)現(xiàn)光束偏轉(zhuǎn),并結(jié)合波導(dǎo)器件實(shí)現(xiàn)多模光纖成像。對(duì)于單光纖成像系統(tǒng),盡管實(shí)際測量時(shí)只需拍攝一次圖像,但在傳輸矩陣的構(gòu)建、相位場的計(jì)算以及圖像重建過程中,計(jì)算量大、計(jì)算時(shí)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(shí)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(jìn)步為將來實(shí)現(xiàn)小型化、全固態(tài)和算法嵌入提供了有力支持。鹽城神經(jīng)元成像光纖原理