IVScope系列小動物活體成像系統(tǒng)在生命科學研究中的應用
活體成像背景介紹
活體成像是指應用影像學方法，對活體狀態(tài)下的生物過程進行組織、細胞和分子水平的定性和定量研究。
1、活體成像的分類
◆光學成像(Optical)
◆核素成像(PET/SPECT)
◆計算機斷層攝影成像(CT)
◆核磁共振成像(MRI)
◆超聲成像（Ultrasound)
上海勤翔IVScope系列小動物活體成像系統(tǒng)屬于光學成像。先將標記物（熒光素酶基因、熒光染料、量子點納米顆粒等）注射到活體內，在某些條件下，標記物會在體內形成光源發(fā)出光，經過散射吸收后到達體表形成光斑。透過靈敏的光學元件(如CCD)，可將光信號轉換成為電信號，再轉換成圖像輸出。
2、活體成像的標記技術
◆生物發(fā)光
◆熒光
生物發(fā)光是通過轉基因技術，將熒光素酶基因標記受體細胞，利用其產生的蛋白酶與相應的底物發(fā)生生化反應，在生物體內產生光信號，并且發(fā)光強度與標記細胞的數目呈線性相關(自發(fā)光，其信號的發(fā)射不需要外部光源激發(fā))。優(yōu)點一是高靈敏度，皮下100個發(fā)光標記腫瘤細胞即可被檢測到。二是低背景，可以實現(xiàn)臟器等內部器官的成像。缺點是標記手段和標記物單一，目前主要是使用北美螢火蟲熒光素酶基因。
熒光技術是采用熒光報告基因( GFP、RFP)或熒光染料(包括熒光量子點等新型納米標記材料)進行標記，利用報告基因產生熒光蛋白或染料產生的熒光，可以在體內形成光源(需要外部能量激發(fā))。優(yōu)點是熒光標記物選擇性更多，標記方式更靈活。缺點是動物毛發(fā)、飼料等自發(fā)熒光背景和非特異性背景高。
3、活體成像的三個優(yōu)點
①可以在完整的生物體內進行，具有足夠的空間和時間分辨率，用于研究生物體內的生物過程。
②對同一個研究個體進行長時間反復跟蹤成像，避免個體差異，提高數據的可比性，又不需要殺死模型動物，節(jié)省了大筆科研費用，保證結果的準確性。
③非侵入式地檢測活體內特異的生物學行為，最大限度地模擬人體內的生理病理狀態(tài)，對動物的性狀進行跟蹤檢測，直接觀測和分析。
活體成像應用案例
1、細胞治療領域：如皮膚原代細胞的移植
①體外實驗-3×105個轉染熒光素酶報告基因的小鼠表皮原代細胞，外加底物熒光素，重復三次，可見重復性較好。
（使用CLINX IVScope 8500拍攝）
②體內實驗-C57BL/6小鼠皮下注射3×105個轉染熒光素酶報告基因的小鼠表皮原代細胞，隨后腹腔注射底物熒光素，注射區(qū)域可見明顯信號。
（使用CLINX IVScope 8500拍攝）
2、動物模型研究：如GFP轉基因小鼠模型的驗證與應用
①通過轉基因方法，從受精卵轉入外源GFP基因，獲得GFP轉基因小鼠
②活體實驗驗證-用外源470nm激發(fā)光源的照射，通過525nm濾光片搜集信號，用IVScope8500拍攝
（使用CLINX IVScope 8500拍攝）
③后續(xù)可分離GFP轉基因小鼠的免疫細胞，用于免疫學和腫瘤方面的研究。
3、腫瘤研究：如腦膠質瘤、肺癌等方面
①1*107個熒光素酶標記的腦膠質腫瘤細胞，顱內原位注射，隨后腹腔注射底物熒光素，用IVScope8500拍攝
（使用CLINX IVScope 8500拍攝）
②1*106個熒光素酶標記的腦膠質腫瘤細胞，顱內原位注射。2*106和1*107個熒光素酶標記的腦膠質腫瘤細胞于背部左側皮下注射，隨后腹腔注射底物熒光素
（使用CLINX IVScope 8500拍攝）
③ 4周齡雌性Nod/Scid免疫缺陷小鼠，尾靜脈注射1×106個熒光素酶標記的A549肺癌細胞，5周后腹腔注射底物熒光素，用IVScope 8200系統(tǒng)檢測，實驗結果可見明顯骨轉移。
（使用CLINX IVScope 8200拍攝）
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II 鏡頭
F0.8大光圈可預制步進控制調節(jié)鏡頭
實現(xiàn)超高靈敏度生物發(fā)光成像
III 箱體
絕對封閉的暗箱設計
適合長時間曝光成像
IV 多種熒光及濾鏡系統(tǒng)
配備多種熒光光源及濾鏡系統(tǒng)可供選擇
觀測范圍從440-840nm
涵蓋可見光及近紅外光區(qū)域
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動物活體成像
