影响小动物活体可见光成像的因素
小动物活体成像技术
小动物活体成像技术一、世界正在步入分子影像的时代分子影像学是运用影像学手段显示组织水平、细胞和亚细胞水平的特定分子,反映活体状态下的分子水平变化,对其生物学行为在影像方面进行定性和定量研究的科学。
从1998年到2008年期间,采用分子影像技术的论文呈现逐年大幅增长的趋势.分子影像技术为生命科学研究翻开了崭新的一页!二、活体动物成像技术的优势1、实现实时、无创的在体监测2、发现早期病变,缩短评价周期3、评价更科学,准确、可靠4、获得更多的评价数据5、降低研发的风险和开支6、更好的遵守3R原则三、应用领域癌症与抗癌药物研究免疫学与干细胞研究细胞凋零病理机制及病毒研究基因表达和蛋白质之间相互作用转基因动物模型构建药效评估药物甄选与预临床检验药物配方与剂量管理肿瘤学应用生物光子学检测食品监督与环境监督等相关实验图片：全身转基因鼠 细胞瞬时转染的检测移植人转荧光素酶鼻咽癌细胞 G F P转基因鼠分子马达实验对比 小鼠体表近红外荧光检测四、具有独立自主知识产权的非匀质算法--贴近真实 减少误差目前,在分子影像的活体光学成像领域,国际上众多知名品牌都有自己的专利产品,然而这些产品都各有不足.一部分品牌无法实现自发荧光断层成像,且其假定生物组织为均匀介质,从而在光源确定上造成了较大的定位误差,而有部分产品只能提供二维成像,且分辨率较低,无法实现高精度探测。
因此,在体光学成像技术的应用潜力依赖于光学成像逆向问题算法的新进展.为了解决复杂生物组织中的非匀质问题,中国科学院自动化研究所田捷教授带领的团队基于多水平自适应有限元方法,可行光源区域优化重建方法和多光谱自适应有限元等方法,创建了全新的非匀质算法,一举解决了复杂生物组织中的非匀质问题,从而使光源重建精度大大提高。
某产品假设为匀质 光源重建误差较大对形成图像的影响 对组织的不同假设。
小动物活体成像技术原理及常见问题分析
小动物活体成像技术原理及常见问题分析活体成像技术是指应用影像学方法，在不损伤动物的前提下，对活体状态下的生物过程进行组织、细胞和分子水平的定性和定量研究的技术。
通过这项技术可以非侵入式、直观地观测活体动物体内肿瘤的生长，转移、疾病的发展过程、基因的表达变化等生物学过程。
与传统剥瘤称重测量的方法相比，活体成像能够对同一种实验对象在不同时间点进行观察，跟踪同一观察目标(标记细胞及基因)，数据更加真实可信，成本更低，灵敏度更高。
目前活体成像技术主要采用生物发光（Bioluminescence）与荧光（Fluorescence）两种技术，生物发光技术是用荧光素酶（Luciferase）基因标记细胞或者DNA，而荧光技术则是应用荧光蛋白（如GFP,RFP,Mcherry等）标记细胞或是蛋白等研究对象。
其中生物发光技术因其操作简单，反应灵敏，在肿瘤，分子互作及信号传导等研究中得到了广泛应用。
LUC荧光素酶（Luciferase）是自然界中能够产生生物荧光的酶的统称，其中最有代表性的是来自北美萤火虫（Photinus pyralis）体内的荧光素酶。
萤火虫荧光素酶属于加氧酶（oxygenase），其发光反应需要O2和Mg2+参与；有辅酶A（CoA）存在时能提高反应效率，增加发光时间。
萤火虫荧光素酶无需翻译后修饰，即可表现出荧光素酶活性。
将萤火虫荧光素酶的基因插入慢病毒介导的载体中，通过CAG启动子过表达从而作为报告基因，在细胞中表达。
常用于细胞标记后小动物细胞移植活体成像追踪，从而评估移植后细胞的归巢以及治疗效果等。
GFP绿色荧光蛋白1962年在一种学名Aequoreavictoria的水母中发现。
其基因所产生的蛋白质，在蓝色波长范围的光线激发下，会发出绿色萤光。
这个发光的过程中还需要冷光蛋白质Aequorin的帮助，且这个冷光蛋白质与钙离子（Ca2+）可产生交互作用。
将绿色荧光蛋白的基因插入慢病毒介导的载体中，通过flap-Ub启动子过表达从而作为报告基因，在细胞中表达。
小动物活体成像技术的原理及操作方法
⼩动物活体成像技术的原理及操作⽅法2、⽣物发光成像活体⽣物荧光成像技术就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,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。
⽣物荧光实质就是⼀种化学荧光,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560 nm(460—630 nm),这其中包括重要的波长超过600 nm的红光成分。
在哺乳动物体内⾎红蛋⽩就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;⽔与脂质主要吸收红外线,但其均对波长为590—800 nm的红光⾄近红外线吸收能⼒较差,因此波长超过6 00 nm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⾼灵敏的CCD检测到。
⽣物发光成像的优点可以⾮侵⼊性,实时连续动态监测体内的各种⽣物学过程,从⽽可以减少实验动物数量,及降低个体间差异的影响;由于背景噪声低,所以具有较⾼的敏感性;不需要外源性激发光,避免对体内正常细胞造成损伤,有利于长期观察;此外还有⽆放射性等其她优点。
然⽽⽣物发光也有⾃⾝的不⾜之处:例如波长依赖性的组织穿透能⼒,光在哺乳动物组织内传播时会被散射与吸收,光⼦遇到细胞膜与细胞质时会发⽣折射,⽽且不同类型的细胞与组织吸收光⼦的特性也不尽相同,其中⾎红蛋⽩就是吸收光⼦的主要物质;由于就是在体外检测体内发出的信号,因⽽受到体内发光源位置及深度影响;另外还需要外源性提供各种荧光素酶的底物,且底物在体内的分布与药动⼒学也会影响信号的产⽣;由于荧光素酶催化的⽣化反应需要氧⽓、镁离⼦及ATP等物质的参与,受到体内环境状态的影响。
⼆、⼩动物活体成像1、制作动物模型可根据实验需要通过尾静脉注射、⽪下移植、原位移植等⽅法接种已标记的细胞或组织。
小动物活体成像的原理
小动物活体成像的原理X射线成像是一种常见的医学成像技术，它利用X射线的穿透能力，将小动物的内部结构投影到X射线片上。
X射线片上的图像显示出不同组织的不同程度的吸收能力，从而形成清晰的图像。
这种技术特别适用于骨骼成像，可以帮助医生诊断骨折、畸形和其他骨骼问题。
然而，X射线成像对软组织的成像效果相对较差，因为软组织对X射线的吸收能力较低。
MRI（磁共振成像）是一种基于磁场和无线电波的成像技术，它可以生成高分辨率的图像，显示出小动物的内部结构和组织。
MRI利用磁场和无线电波与人体内的氢原子核相互作用，进而生成图像。
不同组织中的氢原子核会以不同的方式响应磁场和无线电波，从而形成不同的信号。
通过对这些信号的分析，可以得到高质量的图像，可以清晰地显示出小动物的内部结构。
PET（正电子发射断层成像）是一种核医学成像技术，它利用放射性同位素的分布来成像。
在PET扫描中，小动物被注射一种含有放射性同位素的物质，这种物质会发射出正电子。
当正电子与负电子相遇时，会产生两个相互运动的光子，这两个光子沿着相反的方向飞行。
PET仪器能够探测到这两个光子，并利用它们的信息来重建出小动物内部的三维图像。
PET扫描特别适用于研究小动物的代谢和功能活动，如脑部活动和肿瘤发展等。
除了以上介绍的成像技术，还有许多其他的小动物活体成像技术，如超声成像、光学成像和多光子显微镜等。
这些技术各有特点，可以用于不同类型的研究和临床应用中。
例如，超声成像是一种通过声波的反射和传播来成像的技术，可以实时观察小动物内部的结构和运动。
光学成像则利用光的散射和吸收特性来成像，适用于观察小动物的血流和氧合情况。
多光子显微镜则结合了光学和激光技术，可以实现高分辨率的三维成像。
小动物活体成像技术为科学家们提供了一种非侵入性的手段，可以深入了解小动物的内部结构和功能。
这些技术在医学研究、药物开发和疾病诊断等方面都有重要的应用价值。
随着科技的不断进步，相信小动物活体成像技术将会越来越先进，为科学家们带来更多的发现和突破。
小鼠活体成像原理
小鼠活体成像原理小鼠活体成像又称小动物成像实验，是一种通过非侵入性技术观察小鼠体内结构、功能以及代谢水平的方法。
在小鼠模型研究中，小鼠活体成像技术被广泛应用于药物发现、疾病诊断和治疗评估等领域。
本文将详细介绍小鼠活体成像的原理。
小鼠活体成像涉及多种成像技术，如生物荧光成像、正电子发射计算机断层成像（PET）、单光子发射计算机断层成像（SPECT）、磁共振成像（MRI）等。
这些技术的原理不同，但共同的特点是通过对小鼠体内信号的探测和图像重建实现对小鼠活体的全身或局部成像。
生物荧光成像是最常用的小鼠活体成像技术之一、它基于荧光标记的物质在光源的激发下发出荧光信号的原理，通过对这些信号进行捕捉和分析实现小鼠体内靶分子的定位和定量。
生物荧光成像需要使用荧光探针和荧光成像仪。
通常，荧光探针通过尾静脉或其他途径注入小鼠体内，然后使用荧光成像仪对小鼠进行全身或局部成像。
成像仪会记录下荧光信号的分布和强度，然后通过计算和图像处理生成可视化的图像。
此外，荧光探针的选择也非常重要，不同的探针适用于不同的靶分子，如细胞标记、蛋白质表达、炎症和肿瘤等。
PET和SPECT是一种利用放射性同位素标记的分子在体内发出射线的原理进行成像的技术。
PET使用放射性同位素标记的生物活性分子，如葡萄糖代谢物FDG，通过尾静脉注射或吸入方式输入小鼠体内。
这些活性分子在体内发生核衰变，释放出正电子，与体内的电子发生湮没，产生正电子湮没射线。
探测器会记录下射线的发射位置和能量信息，然后通过计算和重建得到小鼠体内代谢活动的图像。
SPECT与PET类似，也使用放射性同位素标记的生物活性分子，但是SPECT使用的是伽马射线，探测器记录的是伽马射线的发射位置和能量信息。
MRI是一种基于强大的磁场和射频脉冲的成像技术。
MRI通过利用体内原子核的特性，尤其是氢原子核的旋磁共振现象，获得小鼠体内不同组织的信号。
在MRI成像过程中，小鼠被放置在一个磁场中，磁场会对体内的氢原子核进行激发和感应。
小动物活体成像技术的原理及操作方法
小动物活体成像技术的原理及操作方法小动物活体成像技术是一种用于非侵入性的观察小动物体内活动的技术。
它可以通过显影小动物的生物分子、细胞、组织、器官以及整体结构，从而获取关于它们的形态、功能和代谢信息。
在医学研究、药物研发和临床诊断中，小动物成像技术具有重要的应用价值。
1.光学成像：光学成像是利用光线通过生物组织时的散射和吸收特性来观察和记录组织的形态和功能。
这种技术包括荧光成像、双光子显微镜、光声成像等。
其中，荧光成像是利用特定的分子标记物与目标分子结合后的荧光信号进行成像，而双光子显微镜则采用长波长激光来更深入地穿透生物组织进行成像。
2. 核磁共振成像（MRI）：MRI利用静磁场和脉冲磁场来获取生物组织的形态和功能信息。
其原理是通过对核自旋在静磁场中的预cession以及脉冲磁场的激发和接收来获取信号，并通过计算重建成图像。
3.正电子发射断层扫描（PET）：PET利用放射性同位素标记的生物分子来观察和记录生物组织的代谢、功能和分布情况。
其原理是标记荧光物质与目标分子发生放射性衰变并释放正电子，然后通过正电子与电子相遇并发生湮灭反应，产生两个光子，再通过和PET仪器接收器相遇并形成探测信号，最终通过计算重建出成像。
1.选择合适的动物模型：根据实验目的和需要，选择适合的小动物模型，例如小鼠、大鼠等。
确保动物的健康和生理状况符合实验要求。
2.准备适当的标记物：根据研究需求，选择合适的标记物。
标记物可以是荧光染料、放射性同位素、磁共振对比剂等，用于标记目标分子或组织。
3.标记物注射或给药：将选择的标记物进行注射或给药，使其能够与目标分子或组织结合。
4.成像设备设置：根据实验要求，将成像设备进行适当的设置，例如调整光源、控制磁场强度等。
5.成像操作：对标记物注射或给药后的小动物进行成像操作。
操作过程中可以根据需要调整成像参数，如曝光时间、扫描时间等。
6.数据分析和解释：对成像结果进行数据分析和解释，提取关键信息，评估实验效果，并与其他实验数据进行比较和验证。
小动物活体可见光成像技术在医学研究中的应用
Ｐ ａ ｉ ｎ Ｃ ｌ ｉ ｎ Ｊ ， Ａｐ ｒ ｉ ｌ ２ ０ １ ３ ， Ｖｏ １ ． ９ ， Ｎｏ ． ２
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继 续 教 育
．
小 动 物 活体 可 见 光 成像 技 术 在 医学 研 究 中的应用
任 曙光 吴建华 巨英超 霍桐树 张 国生
【 摘 要 】 小 动 物 活 体 光 学 成 像 技 术 是 生 物 及 医 学 研 究 领 域 的 一 项 新 兴 技 术 。随 着 该 技 术 的 发 展， 小 动 物 活 体 成 像 在 临 床 前 研 究 中 发 挥 着 越 来 越 重 要 的 作 用 。本 文 简 要 综 述 了 活 体 动 物 体 内 可
见光 成 像 技 术 的原 理 、 应用领域及其特点。
【 关 键 词 】 动 物 ； 活 体 ； 成 像 技 术
Ａｐ ｐｌ ｉ ｃ ａｔ ｉ ｏ ｎ ｏｆ ｓ ｍａ ｌ ｌ ｌ ｉ ｖ ｉ ｎｇ ａ ｎｉ ｍａ ｌ ｉ ｅｓ ｒ Ｉ ｇ ｉ ｎｇ ｔ ｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｉ ｎ ｍｅ ｄｉ ｃ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ
ｔ ｅ ｃ ｈｎｉ ｑ ｕｅ ｓ ．
［ Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ］ Ａｎ ｉ ｍａ ｌ ； Ｌｉ ｖ ｉ ｎ ｇ ； Ｉ ｍａ ｇ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
小动 物 活 体 可 见 成 像 技 术 主 要 采 用 生 物发 光
（ ｂ ｉ ｏ ｌ ｕ ｍｉ ｎ ｅ ｓ ｃ ｅ ｎ ｅ ｅ ）与 荧 光 （ ｆ ｌ ｕ ｏ ｒ ｅ ｓ ｃ ｅ ｎ ｃ ｅ ）两 种 技
５ Ｏ ＫＤ ） 即荧光 素酶基 因整 合到 预期 观察 的细 胞染 色体 ＤＮＡ上 以表 达荧光 素 酶 ，培 养 出能稳 定 表达 荧光 素酶 的 细胞 株 ，当细 胞分 裂 、转 移 、分 化 时 ， 荧光 素酶 也会得 到持 续稳定 的表达 。基 因 、细 胞和
ivis小动物活体成像原理
ivis小动物活体成像原理IVIS小动物活体成像技术是一种非常先进的体内活体成像技术，通过利用进阶成像技术，可以观察小动物体内的生物过程，对小动物模型的生理状况等进行研究，从而为治疗疾病的研发提供基础支持。
IVIS小动物活体成像技术的原理IVIS小动物活体成像技术的原理是利用各种光源激发小动物体内的荧光信号，通过荧光信号的强度或荧光成像分析来诊断或分析小动物的整体或某一组织器官的代谢。
荧光成像可以用于实时监测小动物模型的生理过程，观察细胞、分子和肿瘤的病理学表现，评估药品的治疗效果。
在IVIS小动物活体成像技术中，有三个主要的成像原理：1. 荧光素生物成像原理荧光素在小动物体内氧化成荧光素酶，荧光素酶可以将D-luciferin转化成氧化荧光素（Luciferase）。
Luciferase反应会放出能量以荧光形式发射，产生很强的荧光信号。
2. 量子点生物成像原理量子点是一种可以发光的半导体纳米粒子，由于量子点在空间和时间的分辨率非常细致，在感受器官、观察分子生物学过程方面得到了广泛的应用。
因此，量子点被广泛地应用在活体成像领域。
3. 彩色化学成像原理彩色化学成像采用与荧光素和量子点相比更加分散，但是可以通过化学发光实现成像，例如X荧光素染料（X-gal）是一种产生蓝色信号的底物，可以用来检测beta-加氧酶活性。
IVIS小动物活体成像技术的应用IVIS小动物活体成像技术已经成功地应用于心血管和内分泌疾病研究、生物感应和疫苗研发、神经退行性疾病、血液学、癌症和肿瘤治疗等方面。
其中，荧光素生物成像技术在肿瘤研究方面得到了广泛的应用。
研究人员可以使用体内植入的荧光素表达载体，作为标志基因，导入肿瘤细胞中，通过活体成像技术观察肿瘤初次出现、生长、扩散等现象，从而为治疗癌症提供了宝贵的信息和基础支持。
IVIS小动物活体成像技术的优势IVIS小动物活体成像技术比传统的动物实验更加高效和拥有更强的伦理意义。
传统的动物实验需要大量的动物和时间来获得有效的实验结果，还需要对动物进行不同层次的观察，而IVIS小动物活体成像技术不仅可以在同一小动物体内进行多个实验，而且需要的动物数量只有传统实验的十分之一，从而大大减少了对小动物的伦理影响。
PerkinElmer IVIS小动物活体光学成像系统的特点和优势
IVIS小动物活体光学成像系统的特点和优势1、公共平台性成像系统随着IVIS成像技术的发展和成熟，研究者已通过生物发光或荧光标记技术对多种研究对象进行标记，如肿瘤细胞、免疫细胞、干细胞、基因、细菌、病毒、多肽、抗体、纳米材料、药物等等。
因此，应用IVIS成像系统进行的研究已涉及生物学的各个领域，包括癌症、干细胞、细菌及病毒、炎症、免疫疾病、神经疾病、心血管疾病、代谢疾病、基因治疗、新药研发等等。
总而言之，IVIS成像系统可作为公共平台性设备，满足不同领域不同课题组的研究需求，实现从宏观（如在活体水平对疾病整体发展过程的观测）到微观（如在活体水平对细胞动态变化及基因表达的实时观测）的系统性研究。
2、集多种成像模式于一体随着活体成像技术的发展，越来越多的研究人员开始将多种成像模式联合使用，以期达到更全面深入地研究生物学现象的目的。
IVIS系列成像系统包含IVIS Lumina系列、IVIS Spectrum、IVIS Quantum FX μCT及IVIS Spectrum CT。
IVIS Lumina系列成像系统同时具备白光、极高灵敏度的生物发光、强大的荧光及切伦科夫辐射成像等多模式二维成像功能，其中Lumina XR系统在具备上述功能的基础上，还增加了X光成像功能，使研究人员在获取二维光学信号的同时，能够进行二维结构学的辅助定位。
IVIS Spectrum除了具备上述的二维成像功能外（X 光除外），还具备独一无二的三维生物发光及荧光成像功能，使研究者能够洞悉体内的真实三维信号，另外，Spectrum还能与IVIS Quantum FX μCT联合使用，从而将3D功能学信息与CT结构学信息进行融合。
IVIS Spectrum CT是对Spectrum的完美升级，是在Spectrum的功能基础上整合了高性能的CT成像功能，实现了将功能学成像与结构学成像在同一个仪器上的完美整合。
基于IVIS系统的上述成像功能，研究人员既可单独使用某种功能进行成像，又可同时利用多种功能进行复合成像。
小动物活体成像的原理及区别
小动物活体成像的原理及特点小动物活体成像主要采用生物发光（bioluminescence）与荧光（fluorescence）两种技术。
生物发光是用荧光素酶（Luciferase）基因标记细胞或DNA，而荧光技术则采用荧光报告基团（GFP、RFP, Cyt及dyes等）进行标记。
利用一套非常灵敏的光学检测仪器，让研究人员能够直接监控活体生物体内的细胞活动和基因行为。
通过这个系统，可以观测活体动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。
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, 得到多个时间点的实验结果。
相比之下，可见光体内成像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。
另外, 这一技术对肿瘤微小转移灶的检测灵敏度极高，不涉及放射性物质和方法, 非常安全。
因其操作极其简单、所得结果直观、灵敏度高等特点, 在刚刚发展起来的几年时间内，已广泛应用于生命科学、医学研究及药物开发等方面。
一、技术原理1. 标记原理哺乳动物生物发光，是将Fluc基因整合到细胞染色体DNA上以表达荧光素酶，当外源（腹腔或静脉注射）给予其底物荧光素（luciferin），即可在几分钟内产生发光现象。
这种酶在ATP 及氧气的存在条件下，催化荧光素的氧化反应才可以发光，因此只有在活细胞内才会产生发光现象，并且光的强度与标记细胞的数目线性相关。
对于细菌，lux操纵子由编码荧光素酶的基因和编码荧光素酶底物合成酶的基因组成，带有这种操纵子的细菌会持续发光，不需要外源性底物。
基因、细胞和活体动物都可被荧光素酶基因标记。
标记细胞的方法基本上是通过分子生物学克隆技术, 将荧光素酶的基因插到预期观察的细胞的染色体内，通过单克隆细胞技术的筛选, 培养出能稳定表达荧光素酶的细胞株。
目前, 常用的细胞株基本上都已标记好, 市场上已有销售。
小动物成像影响因素
小动物成像影响因素小动物成像是指在传统的光学观测技术下，使用显微镜、望远镜等设备观测小动物时，所得到的图像。
小动物成像是生物学研究中非常重要的技术手段之一，可以帮助科学家研究小动物的解剖结构、生理功能以及疾病发生的机制等。
然而，小动物成像的质量受到各种因素的影响，下面将主要介绍这些因素。
首先，光线是影响小动物成像的重要因素之一、光线的强度和方向会直接影响到图像的清晰度和对比度。
当光线不足时，图像会显得模糊不清，细节难以分辨。
而当光线过强时，会导致图像过曝，丧失细节信息。
此外，光线的入射角度也会对成像产生影响，不同的入射角度会使得同一个物体在图像中呈现出不同的形态。
其次，镜头是影响小动物成像的另一个重要因素。
镜头的质量直接决定了成像的清晰度和畸变情况。
高质量的镜头可以提供清晰的图像，而低质量的镜头则可能导致图像模糊和畸变。
此外，不同类型的镜头也会对成像产生影响。
例如，透镜和分光镜的使用会产生不同的成像效果，透镜可以提供更清晰的图像，而分光镜则可以提供更细致的结构信息。
第三，成像设备的分辨率也会对小动物成像产生影响。
分辨率指的是图像中可以分辨的最细小特征的大小。
成像设备的分辨率越高，可以显示的细节就越多。
在小动物成像中，高分辨率的设备可以提供更清晰、更准确的图像，帮助科学家更好地研究小动物的微观结构和特征。
此外，样品的准备和处理也是影响小动物成像的重要因素之一、样品的处理方法不同，会对成像结果产生影响。
例如，一些样品需要经过染色或标记的处理才能够产生明确的成像信号，而染色和标记的方式也会对成像结果产生影响。
此外，样品的制备和处理过程中的误差和干扰也会对成像结果造成影响，如抖动、移动或变形等，都会使成像失真。
最后，成像过程中的噪声和干扰也是影响小动物成像的因素之一、例如，由于光线的散射和吸收，成像过程中会出现噪声。
此外，成像设备本身的性能也会产生干扰信号，如暗电流、热噪声等。
噪声和干扰会使得成像结果的信噪比降低，影响图像的质量。
小动物可见光活体成像技术在医学研究生技能教学中的应用
小动物可见光活体成像技术在医学研究生技能教学中的应用作者：卢宏涛刘苏韩玲沈慧来源：《课程教育研究》2021年第07期【摘要】小动物可见光活体成像技术是一项技术应用广、实用性强的生物医学研究手段，但由于实验设备要求高，相关仪器贵重，目前尚缺乏相关课程应用到研究生技能教学中。
本课程利用国家级教学实验平台，系统性地针对医学研究生开展了小动物活体成像技术应用与操作这门课程，利用16个理论学时，14个实践学时全面系统地完成课程教育，最终达到研究生能够独立熟练地完成相关实验技能。
【关键词】小动物活体成像技能培训研究生教學【基金项目】海军军医大学重点课程建设项目“小动物活体成像技术与应用”。
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2021）07-0014-02小动物可见光活体成像技术是采用生物发光与荧光两种方式，利用高灵敏度的光学检测仪器直接检测动物活体体内的细胞活动和基因行为，利用该技术可以检测活体动物体内肿瘤的生长和转移、炎症的发生、特定基因的表达和药物研究、细胞凋亡及流行病学等领域的研究。
但由于小动物可见光活体成像设备稀缺贵重，在高校的研究生课程中一般不设立该课程的理论和技能教学。
然而，随着生物医学研究的深入与发展，小动物可见光活体成像技术在科学研究中的应用越来越普遍，已成为一项常规的生物实验技术手段。
所以本课程通过利用国家级教学实验中心的平台设备，开展技术应用广泛、实用性强的小动物可见光活体成像技术的研究生技能教学。
目前，高等院校利用自身已有平台开展具有实践价值，能够快速促进研究生投入科研工作的技能教学课程已成为一项重要的研究生培养教育改革内容。
实验技能是医学研究生不可缺乏的基本技能，在研究生课程学习阶段推广深入技能实践培训有利于研究生快速进入科研状态。
小动物可见光活体成像技术的技能教学应用到研究生培养中，对高校研究生教育培养有积极的推动作用。
一、材料与方法1.仪器设备Bio-Real公司的Quickview 3000小动物活体成像系统;ESCO公司的细胞培养箱;BIOBASE 公司的生物安全柜。
小动物活体成像常见问题及分析
小动物活体成像常见问题及分析1.荧光素酶的发光是否需要激发光？底物荧光素(Luciferin) 是如何进入小鼠体内的？需要多少？荧光素酶的发光是生物发光，不需要激发光，但需要底物荧光素(D-Luciferin)。
荧光素酶有554个氨基酸，约50KD。
荧光素酶的底物荧光素，约280道尔顿。
荧光素的水溶性和脂溶性都非常好，很容易穿透细胞膜和血脑屏障。
荧光素是腹腔注射或尾部静脉注射进入小鼠体内的，约一分钟就可以扩散到小鼠全身。
大部分发表的文章中，荧光素的浓度是150mg/kg。
20克的小鼠需要3毫克的荧光素。
常用方法是腹腔注射，这种方法扩散较慢、开始发光慢、持续发光长。
若进行荧光素静脉注射，这种方法扩散快、开始发光快，但发光持续时间很短。
2.有几种常用的荧光素酶？特性如何？常用的有两种荧光素酶，Luciferase 和Renilla 荧光素酶，二者的底物不一样，前者的底物是D-luciferin，后者的底物是coelentarizine 。
二者的发光颜色不一样，前者所发的光波长在540-600nm，后者所发的光波长在460-540nm 左右。
前者所发的光更容易透过组织，后者在体内的代谢比前者快。
大部分的发表文章通常使用前者用作报告基因，也有一些文章使用两者进行双标记。
3.能标记病毒吗？能标记病毒的某一个基因吗？可以标记病毒，由于病毒在核酸结构上的特性，每个病毒标记的方法不一样，具体的可以参见有关文献。
还没有看到标记病毒某一个基因的报道，但理论上讲，将荧光素酶基因与想标记的基因平行表达，可以标记任何基因。
交通大学的专家已经标记了腺病毒、腺相关病毒进行了基因治疗方面的活体成像实验。
4.细菌标记问题对于细菌标记，一般利用发光酶基因操纵子luxABCDE 控制的编码荧光素酶的基因和编码荧光素酶底物合成酶的基因组成。
利用这种办法进行标记的细菌会持续发光，不需要外源性底物。
但是一般细菌标记需要转座子的帮助把外源基因插入到细菌染色体内稳定表达。
小动物活体成像的影响因素
小动物活体成像的影响因素小动物活体成像是一种非侵入性的成像技术，可以在动物身体内部进行实时观察和分析。
小动物活体成像在医学、生物学和药物研发等领域有广泛的应用，能够提供重要的信息和数据。
然而，小动物活体成像的质量和准确性受到许多因素的影响。
本文将讨论一些主要的影响因素。
第一个影响因素是光散射。
小动物组织对光有较强的散射特性，这会导致成像过程中光线的强度衰减和扩散。
光散射会造成图像的模糊和降低分辨率，影响成像质量。
为了克服这个问题，可以采用近红外光或多光子成像技术，这些技术可以在光散射较小的范围内进行成像。
第二个影响因素是吸收特性。
不同组织和器官对光的吸收特性不同。
例如，血液对光的吸收较强，而脂肪则具有较低的吸收。
这些差异会导致图像中不同区域的对比度不同，降低了成像的清晰度。
为了克服这个问题，可以使用不同波长的光源，以获得更多的信息。
第三个影响因素是动物的运动。
小动物在成像过程中往往会出现运动，这会引起图像模糊，并且使得动态过程的观察困难。
为了解决这个问题，可以使用麻醉或限制动物的运动范围，提高成像的稳定性和准确性。
第四个影响因素是噪声。
成像过程中，由于光源的强度不稳定、探测器的噪声等原因，会产生一定的噪声。
噪声会降低图像的对比度和清晰度，使得细微的结构和细节难以观察。
为了降低噪声的影响，可以优化仪器的设计、提高光源的稳定性和信噪比，并应用信号处理算法对图像进行降噪处理。
第五个影响因素是深度。
小动物的内部结构和组织位于不同的深度，相互之间可能存在部分重叠。
这种深度的差异会导致图像中的部分结构无法清晰显示或被掩盖。
为了了解不同深度处的结构和组织，可以使用多角度成像或三维成像等技术。
第六个影响因素是成像时间。
小动物活体成像需要一定的时间来获取图像，而动物在成像过程中可能会发生生理和生化变化。
这些变化可能会影响到成像结果的准确性。
为了减少这种影响，可以选择合适的成像时间点，定时执行成像，并在多个时间点进行观察和比较。
小动物成像影响因素
小动物成像影响因素首先，环境对小动物成像具有重要的影响。
小动物生活在不同的环境中，环境条件的差异会导致其外貌和行为的差异，从而影响成像结果。
比如，在不同的气候条件下，毛发的颜色和密度可能有所不同。
另外，环境中的食物、水源和栖息地的丰富程度也会影响小动物的体态和行为表现，进而影响成像结果。
其次，饲养条件也是影响小动物成像的重要因素。
在人工饲养的条件下，小动物的饮食、生活空间、精神状态等都与野生环境有所不同，这会对其外貌和行为产生影响。
比如，饲养条件不良可能导致小动物的生长受限，毛发稀疏或发育异常，进而影响成像结果。
物种特性也会对小动物成像产生影响。
不同物种的小动物在外貌、结构和行为上存在着差异，这是由其遗传、进化和适应不同环境的结果。
比如，体型较大的猫科动物通常具有强壮的身体和尖利的爪子，适应于捕食和防御；而体型较小的啮齿类动物则可能有较长的牙齿和爪子，适应于钻掘和咬食。
因此，在进行小动物成像时，必须考虑物种特性的差异性。
此外，个体差异也会对小动物的成像产生影响。
就像人类一样，同一物种的不同个体之间也存在着差异，包括体型、颜色、纹理等方面的差异。
这些个体差异可能是由基因、环境和发育过程中的非遗传因素等多种因素造成的。
因此，在观察和描绘小动物时，应尽量考虑个体差异的存在，避免一成不变地符合其中一种标准。
最后，观察者的主观因素也会对小动物成像产生影响。
观察者的视角、经验、审美等方面的差异会导致对小动物的观察和描绘产生差异。
不同的观察者可能会关注不同的特征，对同一小动物的外貌和行为有不同的理解和表达方式。
因此，在进行小动物成像时，应尽量客观地观察和描绘，避免主观因素的干扰。
综上所述，影响小动物成像的因素主要包括环境、饲养条件、物种特性、个体差异和观察者主观因素等。
了解这些因素对小动物成像的影响，有助于我们更准确地观察、研究和描述小动物的外貌、结构和行为。
小鼠活体成像实验注意事项
小鼠活体成像实验注意事项嘿，小伙伴们！今天咱们来唠唠小鼠活体成像实验注意事项呀！这可都是超级重要的干货呢！首先哇，实验前的准备工作可不能马虎呀！小鼠的选择就很关键呢！要挑选健康状况良好的小鼠呀，哎呀呀，这就像是盖房子要打好地基一样重要呢！在挑选的时候，得仔细观察小鼠的活动能力、毛发状况之类的呀。
如果小鼠病恹恹的，那这个实验从一开始可能就会出问题啦！然后呢，标记物的选择也很有讲究哇！不同的成像方式可能需要不同的标记物呢！在选择的时候呀，要考虑标记物的特异性、灵敏度这些因素呀。
哇，这可关系到最后成像的效果好不好呢！要是选错了标记物，那成像可能模模糊糊的，这可咋整呀？在进行实验的时候哇，小鼠的麻醉可是个大问题呢！麻醉的剂量一定要控制好呀，哎呀，多了少了都不行呢！剂量太少吧，小鼠在成像过程中乱动，这图像可就全毁了呀；剂量太多呢，又可能会对小鼠的生命安全造成威胁呢！这就像是走钢丝一样，得小心翼翼的呀。
还有哇，成像设备的参数设置也不能乱来呀！每个设备都有它自己的特点呢，要根据小鼠的大小、标记物的特性等来调整合适的参数呀。
嘿，要是参数不对，那成像出来的画面可能就不是你想要的啦！这就好比你炒菜的时候，火候没掌握好，菜就不好吃了呀。
另外呀，实验环境也得注意呢！温度、湿度这些因素都会对小鼠的生理状态产生影响呢！如果环境太恶劣，小鼠不舒服，那也会影响实验结果的呀！哇，这就像是人在恶劣的环境里工作效率会降低一样呢！实验后的小鼠护理也不能忽视呀！毕竟小鼠也是生命呀。
要给小鼠提供合适的恢复环境，观察它们的状态呢。
要是小鼠在实验后出现了什么异常情况，要及时处理呀！哎呀呀，这也是人道主义的体现呢！最后哇，实验数据的记录和分析一定要准确呀！可不能马虎大意呢！数据就是这个实验的灵魂呀，如果数据记录错了或者分析错了，那前面做的所有努力可能就白费了呀！这就太可惜了呀！所以呀，小伙伴们，小鼠活体成像实验的这些注意事项一定要牢记在心呢！只有这样，我们才能得到准确、可靠的实验结果呀！哇，加油吧，希望大家的实验都能顺顺利利的呢！。
活体光学成像技术的发展
活体光学成像技术的发展活体光学成像技术是一项相对新兴的技术，随着科技的不断进步，这一技术也在不断地发展和完善。
活体光学成像技术主要用于研究生物体内的各种化学、生物过程和结构的变化，是现今生命科学、医学和生物医学工程领域的热门课题之一。
1. 活体光学成像技术的起源与发展活体光学成像技术的起源可以追溯至20世纪80年代，当时人们开始意识到生物体内化学和生物过程的研究需要一种非侵入性的技术。
当时，由于传统的研究方法需要对生物样本进行切片或固定，而这样做往往会破坏样本的结构和功能。
在此背景下，人们开始关注到非侵入性的活体成像技术，尤其是光学成像技术。
活体光学成像技术最早的应用可以追溯到20世纪80年代的蛙类胚胎实验中，当时人们用显微镜观察并记录蛙类胚胎在发育过程中的变化。
然而，由于当时技术的限制，这一方法往往只能观察到表面层的结构和动态变化，无法对深层结构进行观察。
随着技术的不断进步，人们开始将这一方法应用于小型哺乳动物（如小鼠）的实验中。
在这些实验中，人们发现可以通过荷兰葡萄球菌（EC）等荧光物质的加入实现对深层器官结构的观察。
此外，人们还尝试了不同的激发光谱和荧光泵浦方案，以实现更高分辨率的成像。
2003年，在沃尔特·莫威切科夫斯基和托马斯·希伯特等人的努力下，第一个用于记录活体小鼠脑神经元活动的系统诞生了。
这一成就是活体光学成像技术的一次重大突破，也标志着光学成像技术正式应用于复杂生物体内的结构和活动的观察。
此后，活体光学成像技术的发展不断推进，目前已经发展出多种形式的技术。
2. 活体光学成像技术的应用活体光学成像技术在医学、生命科学和生物医学等领域有着广泛的应用。
已经有许多相关研究取得了一系列重要成果。
2.1 研究神经元活动和神经相关疾病神经元是大脑的基本功能单位，通过活体光学成像技术可以记录神经元活动的过程。
通过观察神经元活动的变化，研究人员可以了解神经元之间的相互作用、信号传递过程和相关功能。
观察活体装片光线调节
观察活体装片光线调节介绍光线调节在观察活体装片中扮演着重要的角色。
通过正确的光线调节，可以提高观察的质量，确保获得准确的结果。
本文将详细探讨活体装片光线调节的重要性、影响因素以及如何正确进行光线调节。
光线调节的重要性正确的光线调节可以有效改善活体装片观察的质量，提高工作效率和减少误差。
以下是光线调节的重要性的几个方面：1. 提供充足的照明光线调节可以确保视野清晰明亮，使细胞和组织的结构更加清晰可见。
充足的照明还可以减少观察过程中对眼睛的疲劳，提高观察者的工作效率。
2. 控制背景亮度通过合理调节光线，可以控制背景亮度，使背景较暗，突出待观察的细胞或组织。
这样可以更容易地观察到细胞或组织的形态和结构，减少干扰。
3. 避免过度曝光或过度暗化过度曝光和过度暗化都会导致细胞或组织的细节无法观察清楚。
合理的光线调节可以避免这些问题，确保能够清晰地观察到细胞或组织的细节。
光线调节的影响因素光线调节受多个因素的影响，了解这些因素可以帮助我们更好地进行光线调节。
1. 灯光的选择在活体装片观察中，常用的灯光有荧光灯、白炽灯等。
不同的灯光具有不同的特点，选择适合的灯光对于光线调节至关重要。
2. 光线的方向和角度光线的方向和角度会直接影响观察结果。
一般来说，光线应垂直照射样本，避免产生阴影并获得清晰的观察效果。
3. 光线的强度光线的强度直接决定了样本的明暗程度。
过强的光线可能导致过度曝光，而过弱的光线则会导致观察到的内容过暗。
寻找适当的光线强度是良好光线调节的关键。
4. 其他环境因素室内的其他环境因素，如环境光的干扰、物体的反射等，都会对光线调节产生影响。
观察者需要合理处理这些因素，以获得准确的观察结果。
如何正确进行光线调节正确的光线调节需要一定的技巧和经验。
以下是一些建议，可帮助您正确进行光线调节：1. 调节灯光根据观察的需要选择合适的灯光。
一般情况下，荧光灯的光线比较均匀，适合进行细胞和组织的整体观察；白炽灯的光线较为柔和，适合观察细节和色彩。
影响小动物活体可见光成像的因素
影响小动物活体可见光成像的因素北京博益伟业仪器有限公司宋莲芬，中国医学科学院实验动物研究所小动物活体成像，是分子影像学的一种，主要通过生物发光（bioluminescence）与荧光（fluorescence）两种技术来进行。
生物发光是用荧光素酶(Luciferase)基因标记细胞或DNA，而荧光技术则采用荧光报告基团（GFP、RFP,Cyt及dyes等）进行标记。
自从1999年，美国哈佛大学Weissleder等人提出了分子影像学（molecular imaging）的概念后，科学研究已不再局限于从肉眼观察身体、生理和代谢过程在疾病状态下的变化，而开始了解疾病的特异性分子事件。
与传统的体外成像或细胞培养相比，分子映像学具有着显著优点。
首先，能够反映细胞或基因表达的空间和时间分布，第二，可以对同一个研究个体进行长时间反复跟踪成像，提高了数据的可比性，又不需要杀死模式动物。
第三，在药物开发方面，为解决临床药物的安全问题提供了广阔的空间，使药物在临床前研究中通过利用分子成像的方法，获得更详细的分子或基因水平的数据，为新药研究的模式带来了革命性的变革。
作为分子影像学的方法之一，小动物活体成像技术越来越广泛地被应用到了各个研究领域。
这项技术主要就是利用一套非常灵敏的光学检测仪器，让研究人员能够直接监控活体生物体内的细胞活动和基因行为。
通过这个系统，可以观测活体动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。
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,得到多个时间点的实验结果。
相比之下，可见光体内成像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。
另外,这一技术对肿瘤微小转移灶的检测灵敏度极高，不涉及放射性物质和方法,非常安全。
因其操作极其简单、所得结果直观、灵敏度高等特点,在刚刚发展起来的几年时间内，已被广泛应用于生命科学、医学研究及药物开发等方面。
小动物活体成像常见问题及分析
小动物活体成像常见问题及分析小动物活体成像常见问题及分析1.荧光素酶的发光是否需要激发光？底物荧光素(Luciferin) 是如何进入小鼠体内的？需要多少？荧光素酶的发光是生物发光，不需要激发光，但需要底物荧光素(D-Luciferin)。
荧光素酶有554个氨基酸，约50KD。
荧光素酶的底物荧光素，约280道尔顿。
荧光素的水溶性和脂溶性都非常好，很容易穿透细胞膜和血脑屏障。
荧光素是腹腔注射或尾部静脉注射进入小鼠体内的，约一分钟就可以扩散到小鼠全身。
大部分发表的文章中，荧光素的浓度是150mg/kg。
20克的小鼠需要3毫克的荧光素。
常用方法是腹腔注射，这种方法扩散较慢、开始发光慢、持续发光长。
若进行荧光素静脉注射，这种方法扩散快、开始发光快，但发光持续时间很短。
2.有几种常用的荧光素酶？特性如何？常用的有两种荧光素酶，Luciferase 和Renilla 荧光素酶，二者的底物不一样，前者的底物是D-luciferin，后者的底物是coelentarizine 。
二者的发光颜色不一样，前者所发的光波长在540-600nm，后者所发的光波长在460-540nm 左右。
前者所发的光更容易透过组织，后者在体内的代谢比前者快。
大部分的发表文章通常使用前者用作报告基因，也有一些文章使用两者进行双标记。
3.能标记病毒吗？能标记病毒的某一个基因吗？可以标记病毒，由于病毒在核酸结构上的特性，每个病毒标记的方法不一样，具体的可以参见有关文献。
还没有看到标记病毒某一个基因的报道，但理论上讲，将荧光素酶基因与想标记的基因平行表达，可以标记任何基因。
交通大学的专家已经标记了腺病毒、腺相关病毒进行了基因治疗方面的活体成像实验。
4.细菌标记问题对于细菌标记，一般利用发光酶基因操纵子luxABCDE 控制的编码荧光素酶的基因和编码荧光素酶底物合成酶的基因组成。
利用这种办法进行标记的细菌会持续发光，不需要外源性底物。
但是一般细菌标记需要转座子的帮助把外源基因插入到细菌染色体内稳定表达。
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影响小动物活体可见光成像的因素北京博益伟业仪器有限公司宋莲芬，中国医学科学院实验动物研究所小动物活体成像，是分子影像学的一种，主要通过生物发光（bioluminescence）与荧光（fluorescence）两种技术来进行。
生物发光是用荧光素酶(Luciferase)基因标记细胞或DNA，而荧光技术则采用荧光报告基团（GFP、RFP,Cyt及dyes等）进行标记。
自从1999年，美国哈佛大学Weissleder等人提出了分子影像学（molecular imaging）的概念后，科学研究已不再局限于从肉眼观察身体、生理和代谢过程在疾病状态下的变化，而开始了解疾病的特异性分子事件。
与传统的体外成像或细胞培养相比，分子映像学具有着显著优点。
首先，能够反映细胞或基因表达的空间和时间分布，第二，可以对同一个研究个体进行长时间反复跟踪成像，提高了数据的可比性，又不需要杀死模式动物。
第三，在药物开发方面，为解决临床药物的安全问题提供了广阔的空间，使药物在临床前研究中通过利用分子成像的方法，获得更详细的分子或基因水平的数据，为新药研究的模式带来了革命性的变革。
作为分子影像学的方法之一，小动物活体成像技术越来越广泛地被应用到了各个研究领域。
这项技术主要就是利用一套非常灵敏的光学检测仪器，让研究人员能够直接监控活体生物体内的细胞活动和基因行为。
通过这个系统，可以观测活体动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。
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,得到多个时间点的实验结果。
相比之下，可见光体内成像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。
另外,这一技术对肿瘤微小转移灶的检测灵敏度极高，不涉及放射性物质和方法,非常安全。
因其操作极其简单、所得结果直观、灵敏度高等特点,在刚刚发展起来的几年时间内，已被广泛应用于生命科学、医学研究及药物开发等方面。
因此，获得高质量的生物荧光和荧光成像的图片，对于进一步的实验分析是至关重要的。
而这一过程中，有许多因素影响成像的效果，那么究竟是哪些因素是最关键的呢？北京博益伟业仪器有限公司在多个实验的基础上，总结、分析，明确了如下几个因素对活体成像结果起主要的影响作用：一：CCD的性能小动物活体成像系统主要包括以下几部分，背部薄化CCD，密闭暗箱，麻醉系统以及软件分析系统等。
其中，CCD 性能的好坏直接决定了图像的质量。
而CCD 的性能高低主要从以下几个方面来考虑：分辨率、速度和强度。
这三方面分别受不同的因子所限制，其中，分辨率主要取决于像素的多少和CCD 尺寸的大小；速度主要与信噪比、灵敏度和读出率有关；强度的参照指标则为动态范围，如下图：high sensitivity fastreadoutSpeedIntensityLimitationsmany small size dynamic range1CCD 的尺寸和像素的大小直接影响CCD 成像的能力。
大像素点能够增加灵敏度，像素面积越大，对光越灵敏，因为像素点面积有更多电子，能产生更多信号。
如，高bin 值拍摄时，采用的大像素点拍摄的方法，这样能够获取更多的信号，拍摄到微弱的发光点；然而，随之而来的问题是，由于像素点的增大，其分辨率明显下降，导致了图像的清晰度差，甚至出现马赛克现象。
小像素点能够增加分辨率，因此要提高影像质量就必须增加CCD 的像素，然而在CCD 尺寸一定的情况下，增加了像素就意味着要缩小了像素中的光电二极管。
而单位像素的面积越小，其感光性能越低，信噪比越低，动态范围越窄，因此采用这种方法并不能无限制地增大分辨率，所以，如果不增加CCD 面积而一味地提高分辨率，只会引起图像质量的恶化。
但如果在增加CCD 像素的同时想维持现有的图像质量，就必须在至少维持单位像素面积不减小的基础上增大CCD 的总面积。
而目前更大尺寸CCD 加工制造比较困难，成品率也比较低，因此成本也一直居高不下，这也就是Roper 公司提供的Lz2048B价格较高的原因了（Lz2048B的CCD尺寸为27.6x27.6mm）。
2动态范围的变化以bit值来表现，用来描述生成的图像所能包含的颜色数，即灰阶。
深度是16位意味着图像含有216种颜色深度的变化，这样级别的CCD才能准确表现所检测到的荧光信号的微小差异，进而在图像上表现出不同的深浅或色彩差异。
3对于同样级别的CCD芯片来讲，信噪比的高低则对最后的成像质量更为关键，因为信噪比不仅与CCD本身有关，更与系统的整体配置和环境密切相关。
下面这个公式显示了信噪比（SNR）的计算方法，SNR=I=Photon flus(photons/pixel/second)QE=Quantum efficiencyT=Integration time(seconds)Nd=Dark current(electrons/pixel/sec)Nr=Read noise(electrons)从中可以看到，QE值，读出噪声和暗噪声是影响SNR的主要因素，单纯强调任何一个方面都不具有实际意义。
Roper公司生产的CCD，其最大的特色就是具有非常高的量子效率。
与其它厂家的CCD相比，在500-700nm范围内，Roper CCD的量子效率为〉90%，即使低于在400nm 和高于700nm的范围内，量子效率也能够达到40%以上，这样为获得高质量的图片提供了一个必要的条件。
温度，一直以来也是研究人员所关注的重要影响因素之一，但事实上，在信噪比的计算中，只有暗电流是与温度相关的。
一般情况下，温度越低，因温度产生的暗噪声也就越低；但是，当温度降低到一定程度时，乱真电荷（spurious charge）就会出现，从而增加了暗电流的值。
因此，温度对于CCD来讲，并不是越低越好，而是有一个最佳值，即：既降低了温度带来的噪声，又没有引起乱真电荷的增加。
Roper公司设计生产的1300B，采用液氮制冷，芯片温度控制在-110℃，其原因正在于此，这是一个保证CCD 工作状态最好，且不会产生高噪声的最佳温度。
二：实验所采用的细胞和基因的表达情况对于活体成像实验来讲，许多实验都涉及到了利用活细胞系来进行研究，而不同的细胞系，表达蛋白的能力也不同，因此实验采用的细胞系的好坏，很大程度上影响了荧光成像的结果。
重组基因或融合蛋白的表达情况同样直接影响荧光的强弱，这个过程主要是由启动子的强弱来控制的。
如果实验中采用了弱启动子，那么在荧光检测时，很可能会导致荧光弱很多倍，这样，即使有表达的部位，也可能因此而无法检测到。
以下图为例，A图采用了强启动子，在平板实验中，20个细胞就可以在1*1bin，60秒被检测到，而B 图中所采用的弱启动子，在8*8bin，60秒时却只能检测到1250个细胞。
细胞个数80040020010080604020强启动子1*1bin，60s细胞个数10000500025001250弱启动子8*8bin，60s三：荧光素酶成像时，底物浓度和温度的影响哺乳动物生物发光，是将荧光素酶基因整合到细胞染色体DNA上以表达荧光素酶，当外源（腹腔或静脉注射）给予其底物荧光素(luciferin)，即可在几分钟内产生发光现象。
这种酶在ATP及氧气的存在条件下，催化荧光素的氧化反应才可以发光，因此只有在活细胞内才会产生发光现象，并且光的强度与标记细胞的数目线性相关。
正因为荧光素酶成像是一种酶和底物的生化反应，因此，生物荧光成像便不可避免地受到了底物浓度和动物体温度的影响。
在对动物进行底物注射时，底物浓度的高低和量的多少都会对成像的快慢和荧光的强弱造成影响。
而活体成像系统的暗箱和检测平台都保持良好的恒温状态，也正是为了成像时能够保证动物的体温恒定在37℃。
下面两图直观地说明了底物浓度和温度对于酶活性的影响：综上所述，在进行小动物活体成像时，必须综合考虑各方面因素的作用，尽量将各个因素都保证在最佳状态，才能得到真正高质量的图片。
然而，在活体成像过程，并不是总能保持各方面因素都达到最佳状态，那么在这种情况下，应该从哪些方面考虑，去获得高质量的图片呢？首先：构建带有强启动子的融合表达蛋白。
这是整个活体成像的第一步，也是最重要的一步。
从上面的分析可以看出，启动子的强弱对于最终图片的获取影响甚大，强启动子对荧光强度的提高，是任何只从CCD性能方面进行改进所无法比拟的。
另外，值得注意的是，在进行平板预实验时，一定要将整个的实验过程严格控制，包括细胞的个数，底物的浓度以及环境的温度等。
其中，环境温度有时会被忽视，但真正的成像是在体内进行的，如果平板实验的温度不准确，不处于酶和底物作用的最佳温度，那么就可能会导致获得结果的不准确性，造成下一步体内注射细胞的偏差，影响实验结果。
下图是不同温度下，同样的细胞系，同样的个数获得的结果，可以看到，在温度降低后，能检测到的细胞个数明显减少。
而这个结果实际上并不是CCD灵敏度发生了变化，而是环境温度的原因。
细胞个数10000500025001250正常反应温度8*8bin，600s细胞个数10000500025001250低反应温度8*8bin，600s第二：在所采用的细胞系无法更改或提高其表达蛋白的能力时，应该考虑延长曝光时间。
对于CCD成像来讲，获得的光子信号有一个累加效应，因此，当曝光时间增强时，微弱的光子信号得到了累加，从而可以被检测到。
第三：曝光时间的延长，不仅增加了目的信号，对于噪音也存在一个累加效应，为了避免这种情况，可以适当的增加bin值，即采用高大像素点进行拍摄，这样获得更多的光子信号，适用于微弱信号的拍摄。
总之，了解了小动物活体成像系统的原理，以及影响成像的一些相关因素后，能够帮助研究人员更容易获得高质量的图片，进而形成一篇好的科学论文。
不过，仪器只是论文成功的助因，最重要的决定因素还是在于文章是否具有创新性，以及文章整体内容的丰富程度和含金量，希望我们的仪器能为科研工作者的文章增色许多。
北京博益伟业仪器有限公司宋莲芬中国医学科学院实验动物研究所致谢：本文的部分实验是在中国医学科学院实验动物研究所完成的，实验的过程中，得到了张连锋老师的大力支持和帮助，在此，对张老师致以诚挚的谢意。
作者(宋莲芬)的e-mail地址：imagingbio@,欢迎通过邮件方式进行进一步沟通和讨论。
注：本文章未经允许，任何网站和刊物均不得转载，否则，属于违法行为。