小动物生物发光活体成像的条件优化与技术扩展研究
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。
小动物活体荧光成像生物发光实验步骤
小动物活体荧光成像生物发光实验步骤随着生物学技术的不断发展，活体荧光成像技术已经成为了研究生物体内生物学过程的重要手段之一。
通过活体荧光成像技术，研究人员可以实时观察到小动物体内的生物发光信号，揭示生物体内的分子过程和疾病发生的机制。
以下是一般小动物活体荧光成像生物发光实验的步骤，供感兴趣的研究人员参考。
实验材料准备1. 小动物：选择适合的实验小动物，例如小鼠或斑马鱼等。
2. 荧光成像仪：选择适合的活体荧光成像仪器，以保证实验成像的清晰度和准确性。
3. 示踪剂：根据实验需要选择合适的荧光示踪剂，例如荧光蛋白或荧光染料等。
4. 外源激发源：准备合适的外源激发源，用于激发小动物体内的荧光信号。
实验操作步骤1. 实验前准备：将实验用小动物按照规定的操作流程进行麻醉或固定，以保证实验操作的安全性和准确性。
2. 示踪剂注射：根据实验设计，将选定的荧光示踪剂通过适当的途径注入小动物体内，可以是静脉注射、腹腔注射等。
3. 示踪剂激发：在示踪剂注射后，根据实验需要，使用外源激发源对小动物体内的荧光示踪剂进行激发，激发的光源要根据示踪剂的激发波长进行选择。
4. 荧光成像：使用荧光成像仪器对小动物体内的荧光信号进行实时观测和成像，在观测过程中要注意调节成像仪器的参数，以保证成像的清晰度和信号的准确性。
5. 数据分析：实时观测并记录荧光成像的数据，根据实验设计进行数据分析和结果统计，揭示小动物体内的生物发光信号的分布和强度变化。
注意事项1. 实验操作要严格按照规定的操作流程进行，确保实验的准确性和可重复性。
2. 在注射示踪剂和激发荧光信号的过程中，需要注意对小动物的生理状况和实验操作的影响，以减少对小动物的伤害和干扰。
3. 荧光成像过程中要注意对成像仪器的参数进行调节，以获得清晰准确的荧光信号成像数据。
4. 在数据分析过程中，要根据实验设计进行结果的统计和分析，确保实验结果的科学性和可信度。
5. 实验结束后要对小动物进行恢复和护理，确保小动物的健康和安全。
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
小动物生物发光成像实验技术原理
小动物生物发光成像实验技术原理小动物荧光活体成像主是将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。
将标记好的细胞注入小鼠体内后,观测前需要注射荧光素酶的底物—荧光素，为约280道尔顿的小分子。
荧光素脂溶性非常好,很容易透过血脑屏障。
注射一次荧光素能保持小鼠体内荧光素酶标记的细胞发光30-45分钟。
每次荧光素酶催化反应只产生一个光子，这是肉眼无法观察到的，中科恺盛公司生产的在体生物光学分子成像系统，应用一个高度灵敏的制冷CCD相机及特别设计的成像暗箱和成像软件，可观测并记录到这些光子。
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研究对象在活体生物体内的细胞活动或基因行为。
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、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。
应用范围1、肿瘤研究中的应用1.1 检测肿瘤的生长及转移1.2 抗肿瘤药物研发1.2.1 药效评价1.2.2 药物的靶向分布及代谢1.3 荧光探针研究1.4 药物载体的研究1.5 癌症分子机理研究1.5.1 荧光成像技术在癌症相关基因的作用1.5.2 肿瘤内部特异性分子研究2、基因和细胞治疗中的应用2.1 基因载体及治疗2.1.1 基因载体的研究2.2.2 DNA治疗的研究2.2.3 RNA治疗的研究2.2 细胞治疗3、药物研发中的应用3.1 抗肿瘤癌症药物的研发3.2 关节炎治疗药物的研发3.3 感染性疾病的药物的研发3.4 抗炎症药物的研发3.5 心血管疾病药物的研发3.6 神经系统疾病的药物治疗3.7 抗病毒药物的研发4、干细胞研究中的应用4.1 干细胞的移植、存活和增殖4.2 干细胞在体内的分布和迁移4.3 诱导多能干细胞的研究4.4 肿瘤干细胞的研究5、免疫学中的研究5.1 检测免疫疾病的发生发展及治疗效果5.2 检测免疫细胞的免疫应答6、活体成像在代谢类疾病中应用6.1 胰岛素相关研究应用6.2 糖尿病的细胞治疗研究6.3 脂肪代谢研究7、活体成像在神经疾病中的研究7.1 神经肿瘤研究7.2 神经系统疾病的药物治疗7.3 神经退行性疾病的研究7.4 神经干细胞的研究7.5 神经性疾病相关基因的研究。
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（In vivo Imaging）是一种非侵入性的影像学检测方法，能够实时观察小动物体内生物过程的变化。
这种技术被广泛应用于药物研发、疾病研究、肿瘤学以及神经科学等领域。
以下将详细介绍小动物活体成像技术的原理及操作方法。
原理：小动物活体成像技术主要依赖于生物标记物的发光或吸收特性，将其转化为可见光、近红外光或射线信号进行成像。
常见的活体成像方法包括生物发光成像（Bioluminescence Imaging, BLI）、荧光成像（Fluorescence Imaging, FLI）、放射性同位素成像（Radionuclide Imaging）以及磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging, MRI）等。
生物发光成像是应用广泛的一种小动物活体成像技术。
其基本原理是使用生物荧光标记物的荧光发射来观察对象的生物过程。
一般情况下，研究者将荧光标记物（例如荧光蛋白）合成到感兴趣的生物分子（例如蛋白质或细胞）中，然后用荧光成像仪观察荧光发射。
这种方法由于操作简便、解析度高以及成本相对较低而得到广泛应用。
操作方法：1.设计实验：在进行活体成像前，研究者需要设计合适的实验方案。
这包括选择适合的动物模型、确定使用的荧光或射线标记物、考虑成像时间点以及确定成像区域等。
2.准备动物：在进行成像前，需要准备适当的小动物（如小鼠或兔子）并保证其健康状态。
动物应该经过严格的饲养和管理，以确保成像结果可靠。
3.注射标记物：根据实验设计，将合适的标记物注射到小动物体内。
标记物可以是荧光蛋白、放射性同位素或磁性荧光探针等。
注射可以通过尾静脉注射、腹腔注射或皮下注射等方式进行。
4.成像操作：根据实验需求使用相应的成像设备进行成像。
不同的成像技术有不同的操作要求，例如生物发光成像需要使用荧光成像仪，而放射性同位素成像则需要使用放射性同位素摄像机。
5.数据获取与分析：进行成像后，需要对获得的数据进行分析和解释。
活体动物光学成像技术与应用研究
活体动物光学成像技术与应用研究活体动物光学成像是利用生物发光及荧光技术在活体动物体内进行生物标记通过光学成像系统来监测被标记动物体内分子及细胞等的生物学过程。
按发光模式可分为生物发光和荧光两类。
相对于传统动物实验研究方法，具有无创、可多次重复、实时活体成像、灵敏、安全等优势，这项技术在标记活体内肿瘤活体细胞示踪、标记基因及转基因动物等方面的应用广泛。
标签：活体成像；生物发光；荧光；应用传统实验设计动物研究时，常采用的方法是处死老鼠，解剖后通過肉眼观察脏器病理变化，再组织切片观察等，无法动态监测整个活体内生物学事件的发生、发展，而活体动物光学成像（optical in vivo imaging）主要采用生物发光（bioluminescence）与荧光（fluorescence）2种技术在活体动物体内进行生物标记，通过成像系统可以动态或静态监测被标记分子或细胞在活体动物体等的发展进程，以及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[1-3]。
生物发光是通过荧光素酶（Luciferase）基因标记细胞或DNA，而荧光技术则采用荧光报告基因（GFP、RFP及dyes等）进行标记。
两者的主要区别在于生物发光是动物体内的自发荧光，不需要激发光源，而荧光则需要外界激发光源的激发出荧光再通过检测器检测，就可以直接观察到被测物体内的细胞运动和基因行为。
1原理与分类活体动物光学成像技术是指在活体动物体内利用报告基因-荧光素酶基因表达使其产生的荧光素酶蛋白再与小分子底物荧光素作用，需在氧、Mg2+存在的条件下消耗ATP之后发生氧化反应，这时将产生的化学能量转化变为可见光能释放，最后在体外再利用敏感的检测器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（promoter），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。
1.1生物发光技术生物发光荧光实质是一种化学发光，其过程需要底物萤火虫荧光素酶的参与，通过氧化其特有底物的过程中，将会释放可见光光子，其波长广泛约为560 nm（460～630 nm），甚至包括超过600 nm的重要的波长红光范围。
荧光-小动物活体成像领域的应用
荧光-小动物活体成像领域的应用小动物活体成像领域的应用活体动物体内成像技术是指应用影像学方法，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。
小动物活体成像是近年来在生物医药方面非常活跃和前沿的领域，在研究细胞行为，药物活性和代谢，疾病的进展等方向取得了革命性的进步。
分为生物发光成像（以Caliper和Xengon仪器为代表）和荧光成像（以KODAK和CRI仪器为代表）。
1. 荧光成像的推荐步骤：1）SPF级 BALB/C裸鼠，6～8 周龄，18～20克，实验前24 h 自由进食、饮水。
2）于实验裸鼠腹腔内注射2%戊巴比妥钠300μL(215 mg/ kg)麻醉动物。
将裸鼠俯卧位平放于小动物多光谱活体成像系统的记录暗箱中。
实验时将Cy7或Cy7标记的生物分子或药物最好溶于水（或甲醇/乙醇/乙二醇，有时DMSO 200uL能把小鼠杀死）稀释后，于裸鼠尾静脉注射200μL（浓度0.5 mg/mL）[最佳用量和时间需要客户根据自己的仪器和药物试剂等条件优化]。
每5min 记录1 张动物在体内发射荧光的成像图片，分析荧光药物的分布情况。
对照鼠不注射药物，进行同时记录。
记录结束后迅速解剖裸鼠的心、肝、脾、肺、肾等脏器，进行成像。
3）Cy7 检测时激发波长700～770 nm带通，发射波长790 nm 长通。
液晶可调谐滤光片扫描范围 780～950 nm，扫描步进10 nm。
曝光时间为500 ms。
不同的药物代谢时间不一样，注射入裸鼠体内，荧光立即分布全身，然后逐步向膀胱聚集，呈现显著的肾排泄的特点一般4～6小时，快的只有30分钟；如果是骨骼和鼻腔等部位靶点的Cy7标记药物，有。
活体成像技术研究
活体成像技术研究活体成像技术是一种非侵入性的影像技术，它通过对人或动物体内组织结构、功能和代谢信息的成像，来帮助医学研究、临床诊断和治疗等领域。
随着技术的不断进步，活体成像技术已经成为了医学领域的重要研究手段。
本文将介绍活体成像技术的基本原理、应用领域和未来发展方向。
一、活体成像技术的基本原理活体成像技术是通过利用光学、声学和磁学等原理实现对人或动物体内的组织结构和功能的成像。
其中，最常用的是光学成像技术，目前主要有荧光成像和双光子成像两种。
荧光成像是利用特定荧光染料和荧光蛋白，通过激发器发出的光线来激发荧光发射，然后通过摄像机来捕捉这些荧光图像来实现成像。
荧光成像技术具有较高的灵敏度和分辨率，可以用于研究细胞内分子的动态变化和分布情况。
双光子成像是利用激光束的非线性光学效应，在近红外光区激发荧光蛋白，通过组织深度的光束散射来实现成像。
这种技术可以在组织深部进行成像，并且不会对组织产生明显的损伤和干扰。
二、活体成像技术的应用领域活体成像技术已经成为了医学领域的重要研究手段之一，广泛应用于分子生物学、药物研究、肿瘤学、细胞学、神经科学、心血管病学等领域。
在分子生物学领域，活体成像技术被广泛应用于研究细胞内分子的动态过程和分布情况。
例如，使用荧光标记的蛋白质可以在活体组织中进行追踪和定位研究。
在药物研究领域，活体成像技术可以帮助研究人员了解药物的代谢情况和药物对人体的毒性。
例如，使用荧光染料对药物进行标记，可以在活体组织中进行药物的定位和代谢研究。
在肿瘤学领域，活体成像技术可以帮助医生确定肿瘤的类型和位置，并且可以监测肿瘤的生长和转移。
例如，利用荧光染料对肿瘤细胞进行标记，可以通过荧光成像技术对肿瘤进行定位和跟踪。
在神经科学领域，活体成像技术可以帮助研究人员了解神经元的连接和功能活动。
例如，使用荧光染料对神经元进行标记，可以通过荧光成像技术对神经元的连接和活动进行研究。
在心血管病学领域，活体成像技术可以帮助医生确定心脏和血管的结构和功能，并且可以监测动脉硬化和血栓的形成。
小动物活体成像技术的应用进展
小动物活体成像技术的应用进展李珂;赵光【摘要】动物活体内光学成像(optical in vivo imaging)主要采用生物发光(bioluminescence)与荧光(fluorescence)两种技术在活体动物体内进行生物标记,通过成像系统来监测被标记动物体内分子及细胞等的发展进程,以及进行相关的生物、药物治疗研究[1-3].目前,国内、外实验动物成像的主要手段包括结构成像(解剖成像)及功能成像(分子成像).以optical-imaging、micro-PET、micro-SPET为代表的动物功能成像技术不但能即时反映活体动物内的细胞分布及基因表达,还能动态观察活体动物体内分子生物学过程,活体光学成像与micro-CT、MRI、ultrasound等结构成像手段结合,能为动物实验提供更客观的数据、更确切的分子生物特性.结合笔者所在医院IVIS LuminaⅡ型活体成像设备(living image)以及LivingImage(R)Software分析软件系统,对活体动物光学成像技术的应用进展综述如下.【期刊名称】《实用医药杂志》【年(卷),期】2012(029)001【总页数】2页(P81-82)【关键词】活体成像;生物发光;荧光;应用【作者】李珂;赵光【作者单位】471031河南洛阳,150医院全军肛肠外科研究所中心实验室;471031河南洛阳,150医院全军肛肠外科研究所中心实验室【正文语种】中文【中图分类】R-332动物活体内光学成像（optical in vivo imaging）主要采用生物发光（bioluminescence）与荧光（fluorescence）两种技术在活体动物体内进行生物标记，通过成像系统来监测被标记动物体内分子及细胞等的发展进程，以及进行相关的生物、药物治疗研究[1-3]。
目前，国内、外实验动物成像的主要手段包括结构成像（解剖成像）及功能成像（分子成像）。
以optical-imaging、micro-PET、micro-SPET为代表的动物功能成像技术不但能即时反映活体动物内的细胞分布及基因表达，还能动态观察活体动物体内分子生物学过程，活体光学成像与micro-CT、MRI、ultrasound等结构成像手段结合，能为动物实验提供更客观的数据、更确切的分子生物特性。
小动物活体成像技术的应用
小动物活体成像技术的应用小动物活体成像技术（Small Animal In Vivo Imaging）是一种现代的影像学方法，用于在活体动物中观察和研究生物过程的组织、细胞和分子水平的变化。
它通过小动物活体成像技术，使用各种成像技术来实时监测和量化动物体内的生物学活动，为疾病的研究和药物开发提供了重要的工具和信息。
小动物活体成像技术的发展，得益于影像学领域的不断创新与进步。
目前，常用的小动物活体成像技术主要包括可见光成像（Optical Imaging），核素成像（PET/SPECT），核磁共振成像（MRI），计算机断层扫描（CT）和超声成像（Ultrasound）等多种方法，每种方法都有其特点和适用范围。
可见光成像是小动物活体成像技术中应用较广泛的一种方法。
它包括生物发光和荧光成像两种技术。
生物发光是利用转基因技术，在实验动物体内植入荧光素酶基因，该基因与底物荧光素发生生化反应产生光信号，通过相应的成像仪器可以观察到发光信号。
荧光成像则是利用荧光探针或标记物，如荧光蛋白报告基因（如GFP、RFP）、荧光染料（如FITC、Cy5）或量子点（Quantum Dots），通过激发光和发射光的相互作用来实现成像。
生物体内的荧光信号可以被捕获和记录下来，并通过专业的成像软件进行分析和定量。
生物发光和荧光成像的步骤大致相似：在实验动物体内标记目标细胞或组织，可以通过注射荧光素酶基因、荧光蛋白报告基因等方法实现。
然后，对标记物进行筛选和鉴定，确保选择到有效的标记细胞或组织。
接下来，在适当的时间点注射相应的底物或荧光探针，观察并记录荧光信号的变化。
然后，使用相应的成像仪器进行成像，并通过图像分析软件对获得的图像进行处理和解读。
在小动物成像仪可见光成像分析中，除了生物发光和荧光成像外，还有一种常见的应用是反射式成像。
这种成像方法可以在实验动物皮肤表面捕获反射的光信号，并通过光学技术进行分析，提供组织深度、血液灌注、氧饱和度等信息。
FMT小动物活体荧光断层成像技术的特点及优势
FMT小动物活体荧光断层成像技术的特点及优势1.动态观察：FMT技术能够实时观察小动物体内的荧光信号变化。
通过连续观察动物体内的荧光信号，可以了解不同时间点之间的动态变化，比如药物的代谢过程、细胞内信号传递的动态过程等。
2.低剂量成像：FMT技术只需要在小动物体内植入极小剂量的荧光探针，就可以获得高分辨率的成像数据。
相比于传统的放射性标记方法，FMT技术对动物体的伤害更小，更加安全。
3.三维成像：FMT技术采用断层成像技术，可以对小动物体内的荧光信号进行三维成像。
与传统的二维成像相比，三维成像可以提供更详细、准确的信息，更好地了解荧光信号在小动物体内的空间分布情况。
4.高灵敏度：FMT技术具有很高的灵敏度，可以检测到极低浓度的荧光信号。
这使得FMT技术在研究离子浓度、代谢产物等低浓度信号时具有优势，有助于了解生物分子在小动物体内的分布和转运情况。
1.非侵入性：FMT技术避免了传统成像方法中需要对小动物进行切割或特殊处理的步骤。
它通过植入荧光探针，来实现对小动物体内荧光信号的成像，避免了对小动物的伤害，减少了实验操作的复杂性。
2.多参数成像：FMT技术可以同时对多个荧光通道进行成像，获得多个参数的信息。
这使得研究人员可以通过观察不同荧光通道的信号，了解多个生物过程之间的关联性，为研究提供更全面的数据。
3.高通量成像：FMT技术可以实现对多个小动物进行高通量的成像，提高了实验效率和产出率。
这对于大规模筛选药物、评估治疗效果等研究具有重要意义。
总之，FMT小动物活体荧光断层成像技术具有非侵入性、动态观察、低剂量成像、三维成像和高灵敏度等特点，并且相比于传统的成像方法具有非侵入性、多参数成像和高通量成像等优势。
这使得FMT技术在生物医学研究中有着广泛的应用前景，可以用于研究小动物体内的荧光信号、生物分子的转运和代谢过程等。
活体荧光成像技术在生物医学研究中的应用
活体荧光成像技术在生物医学研究中的应用在生物医学领域，对于细胞的研究一直是一个重要的研究方向。
而如何准确地观察细胞内部的分子动态和功能变化，是一个至关重要的问题。
随着技术的不断发展，活体荧光成像技术的出现，极大地改善了对于细胞内部分子运动的观测条件，为细胞生物学研究提供了更加清晰的视角。
一、活体荧光成像技术的原理与发展历程活体荧光成像技术是一种利用荧光探测信号实现生物分子动态分布和功能变化的现代化技术。
这项技术主要基于荧光探针在活体环境中的光物理和光化学特性，并结合显微技术原理和数字成像处理技术，实现对于特定生物分子浓度、位置和分布以及动态功能等的可视化和定量分析。
该技术的基础可以追溯到20世纪70年代，随着生物医学领域对于细胞生命活动的探索，分子探针技术得到了更广泛的应用。
70年代末期，同时也是蓝色激光器问世，使得荧光信号的探测得到了长足的进展。
90年代，数字成像技术的飞速发展，被广泛引入到荧光分类和可视化领域中，标志着活体荧光显微镜技术进一步向前推进。
二、活体荧光成像技术在生物医学研究中的应用1. 观察分子细胞标记物活体荧光成像技术可以通过将荧光标记物注入到活体细胞内部，观测分子在活细胞中的分布、形态和动态变化，从而研究其相关生物活动。
在这里，分子标记物可以是蛋白质、核酸等，可以通过化学和基因工程的方法进行定点标记。
随着活体荧光成像技术的不断完善，人们可以准确而深入地研究细胞内部构建和动力学过程的相关信息。
2. 研究细胞分裂细胞分裂是生物学中的重要过程，其本身代表着细胞生长迅速、细胞周期的不断复制的阶段。
这样一个过程中，生物分子的变化和动态变化塑造着细胞的早期分裂和分裂后期的过程。
活体荧光成像技术可以通过查看相应的荧光标记物，对分裂前后细胞的染色体变化、微管系统组织、蛋白质的定位变化和功能变化等信息进行观察和分析。
在这里，观测到的活体催化剂分布变化可以为癌症治疗提供最佳结构，有助于健康地发展哺乳动物分子细胞的模型。
活体荧光成像技术的发展和应用
活体荧光成像技术的发展和应用随着生物学研究不断深入，对于观察生物体内分子和细胞运动、信号传递等重要过程的需求也越来越强烈。
在过去，科学家们主要采用显微镜等较为传统的技术来研究，然而这些技术存在缺陷，例如局限于成像的深度和时间分辨率等，无法满足现代生物学研究的需求。
活体荧光成像技术的出现，为生物学研究提供了新的选择。
本文将详细介绍活体荧光成像技术的发展和应用。
一、技术的发展活体荧光成像技术起源于上世纪80年代，随着荧光探针技术和显微镜技术的发展，该技术也得到了快速发展。
这一技术是基于生物体内靶向荧光标记物质的荧光显微镜技术，能够实时观察生物体内细胞自身或外来医学工具等信息的传递、分布、变化等。
该技术的使用，能够帮助科学家们更好地研究细胞活动、细胞形态、细胞代谢、蛋白质交互作用等。
随着生物医学的发展和相关技术的进步，活体荧光成像技术的应用范围也越来越广泛。
未来，这项技术将得到更多的应用和推广。
二、技术的原理活体荧光成像技术是通过靶向荧光标记物质，使靶向标记物的信息能够转变为荧光信号，并利用荧光显微镜进行实时成像，从而得到内部信息的过程。
该技术的原理是基于目前的生物医学学科的理论基础，并依赖于专门的成像仪器。
活体荧光成像技术所使用的荧光标记物质分为两种：一种是指内源性的融合蛋白；另一种是指外源性染料或者药物的标记物质。
荧光显微镜可以观察到目标物的荧光信号，从而可以研究其在生物体内的动态过程。
荧光信号通常是由荧光分子的激发和返回造成的。
三、技术应用1、生物基因成像生物基因成像是指利用活体荧光成像技术来观测生物体内基因转录和基因表达变化的过程。
在此过程中，通过给目标细胞注射荧光标记物质，然后利用活体显微镜进行成像，以观察细胞内基因的转录和表达情况，以及基因的信号桥接和传递情况。
2、生物发育成像生物发育成像主要是指利用活体荧光成像技术来观测生物体的发育过程中，细胞增殖、分化和成熟等过程的变化。
在发育过程中，可以通过给目标细胞注射荧光标记物质，完整观察生物发育过程中细胞和组织的变化，以及相应物质基础的变化等。
活体光学成像技术的研究与应用
活体光学成像技术的研究与应用活体光学成像技术是利用生物组织透明度较高的优势，通过特定的光学系统对样品进行非侵入式成像的技术。
这种技术不仅可以实现对活体组织的高分辨率成像，还可以对活体组织进行动态监测，因此在医学、生物学等领域有着广泛的应用前景。
一、研究方法当前常见的活体光学成像技术主要有两种：近红外荧光成像（NIRF）和全息成像技术。
近红外荧光成像技术是通过注入荧光探针进入活体组织，利用其特定的光学性质在近红外波段进行光谱分析，从而实现对某些生物分子或细胞的成像。
该技术具有成像速度快、分辨率高的优点，但由于近红外波段的穿透深度较浅，成像深度受到一定限制。
全息成像技术是将被测物通过光学系统进行全息记录，并利用重建算法实现3D成像。
与其它成像技术相比，该技术具有对样品不侵入、成像速度快、成像深度深、可以进行三维成像等优点。
同时，由于该技术无需对样品进行处理，因此可以实现对生物组织的实时成像。
二、应用领域活体光学成像技术的应用范围非常广泛，主要包括医学、生物学、纳米材料研究、食品检测等领域。
在医学领域，活体光学成像技术可用于癌症诊断和治疗监测。
由于肿瘤组织的新陈代谢活性较高，因此其针对多种癌症标志物的荧光分子探针可用于荧光成像。
此外，该技术也可以用于实时监测肿瘤组织的生长情况和治疗效果。
在生物学研究方面，活体光学成像技术可以用于活细胞成像、神经元活动监测、细胞凋亡动态观察等。
例如，可以使用荧光标记探针对原位蛋白分子动态变化进行标记和成像，便于研究蛋白质功能及其调控机制。
此外，活体光学成像技术还可以用于纳米材料的研究。
利用单活细胞成像技术，可以实现稳定的荧光信号，进而可以用于纳米材料对生物体系的毒性研究。
在食品检测方面，活体光学成像技术是一项非常有前途的技术。
目前，该技术已经被应用于食品安全检测、食品质量评估等领域。
例如，可以通过荧光探针来检测食品中的抗氧化剂、防腐剂等有害物质，从而保障食品安全。
三、技术挑战尽管活体光学成像技术具有许多优点，但仍存在许多技术挑战需要克服。
活体细胞成像技术的新进展
活体细胞成像技术的新进展活体细胞成像技术是一种关键的生命科学研究方法，它可以让研究人员深入了解活细胞的内部结构和生理过程。
近年来，随着生命科学和医学的发展，活体细胞成像技术也在不断进步，已经成为了生命科学领域的一个重要前沿技术。
一、活体细胞成像技术的基本原理活体细胞成像技术是利用先进的显微镜等设备对活细胞进行高清观测的一种技术。
它将单个细胞或细胞集合上紧密构成的组织进行实时成像，特别是在生长、发育或功能活动中的变化。
该技术可以建立在可见光、荧光、摄像和图像分析等技术之上，因此可以具体地描绘细胞结构和功能。
二、高通量技术的新发展高通量技术是生命科学中一种重要的手段，它可以实现上万个细胞的同时成像与观察。
这种技术可以为研究人员提供大量原始数据，从而推动生命科学的发展。
此外，高通量技术也对生物医学研究有着广泛的应用，如分析细胞增殖、细胞周期等。
三、全息像与光学相干层析成像技术的应用全息像技术是一种用于拍摄包括三维信息的光波干涉图的技术。
这种技术不仅可以帮助人们观察细胞结构和组织结构，同时还可以对生物体的不同部分进行三维成像。
这种成像技术可以为医学研究提供更加精确的数据，从而在疾病检测和治疗方面有着广泛的应用。
光学相干层析成像技术是一种能够测量组织样品的光学散射系数的技术。
它可以分辨个别细胞，并提供有关其结构和组织中存在的微小结构的信息。
这种技术具有强大的辨别力，可以用于解决许多疾病的诊断问题。
四、荧光成像技术的突破荧光成像技术是活体细胞成像技术中最重要、最常用的成像技术之一。
目前，这种技术已经被广泛应用于细胞和组织成像、药物筛选、蛋白质互作、细胞激活等方面。
随着荧光成像技术的不断发展，已经出现了新的突破，如单分子荧光成像技术和多色荧光成像技术。
五、活体细胞成像技术的应用生命科学和医学领域是活体细胞成像技术的重要应用领域。
例如，研究人员可以利用活体细胞成像技术来研究心血管系统、神经系统、免疫系统等。
此外，活体细胞成像技术还可以广泛应用于癌症诊断和治疗、肝脏疾病、神经退行性疾病、病毒感染等方面。
活体细胞成像技术的研究和应用
活体细胞成像技术的研究和应用活体细胞成像技术是一种基于显微镜等成像技术，对细胞进行实时成像和分析的研究方法。
这种新兴的技术对细胞的内部结构和生物功能进行直接的非损伤性观察，有着广泛的应用前景。
目前，活体细胞成像技术已经在生物学、药物研发、微生物生态学、医疗诊断等领域得到了广泛的应用。
活体细胞成像技术的研究活体细胞成像技术的研究从早期单一的细胞观察扩展到对细胞群体、组织和整个器官的成像。
其中一项重要的技术就是双光子激发显微镜技术，该技术利用两个激光能够在非线性的荧光探针中激发发射荧光，不仅仅可以突破活体成像的深层次限制，更重要的是可以减少因为荧光束干扰而引起的细胞损伤。
此外，还有流式细胞术技术，该技术通过单通道扫描把细胞从一个样品管道中通过，来完成流式检测和分析，使研究人员可以对成千上万个样本进行分析，并且实现细胞的分选和拣选。
这对于生物医学领域中细胞调查、病ivirus身机制的探索等有着很实际的意义。
活体细胞成像技术的应用活体细胞成像技术在生物学、药物研发、微生物生态学、医疗诊断等领域中得到了广泛的应用。
在生物学领域中，该技术可以用于研究细胞内部的生物过程，包括蛋白质合成、细胞分裂、细胞迁移等。
在医疗诊断方面，活体细胞成像技术可以用于早期癌症的检测及基因缺陷的筛查。
在药物研发方面，活体细胞成像技术可以通过筛选不同细胞类型对不同药物的反应情况，挑选出最有效的药物并且减少药物对细胞的损伤。
在微生物生态学方面，活体细胞成像技术可以用于对微生物群体及其相互作用之间进行了解，以及对微生物影响环境、能源转化等方面进行观察和研究。
未来展望尽管活体细胞成像技术已经取得了不俗的成绩，但是它依然面临着一些挑战。
比如，如何准确地监测到细胞内的特定物质分布以及如何避免成像时对细胞的损伤。
未来，活体细胞成像技术的研究将会变得越来越关键，同时网络技术和数据处理技术将成为研究的重要方向，以使得研究者可以统计大量信息来更好地评估和理解细胞的生物学过程。
生物活体成像技术的研究和发展
生物活体成像技术的研究和发展生物活体成像技术指的是利用各种成像方法直接观察活的生物体内部结构或分子级别的变化，是生命科学领域中非常重要的研究工具。
这种技术可以帮助我们更加深入地理解生物学的复杂问题，进而为疾病的治疗提供更好的解决方案。
本文将介绍几种主要的生物活体成像技术及其研究进展。
一、光学成像技术光学成像技术是生物活体成像技术中应用最为广泛的一种技术。
光学成像技术主要包括荧光显微镜、多光子显微镜、光学凝聚共振成像和全息显微术等。
其中，荧光显微镜是最常用的一种技术。
荧光显微镜通过激光或特定波长的光照射样本，使样本中荧光物质受激发，从而发出达到可见光谱范围内的光，进而观察荧光现象。
显微镜成像技术是非常有用的生物成像工具，但是其分辨率有限，在对样本进行深层成像时，会因为生物组织对于光的散射和吸收而受到限制。
多光子显微镜通过激光聚焦点扫描样本，使样本吸收到相对较高能量的激光，从而获得分辨率更高的显微镜图像。
光学凝聚共振成像则可以直接观测到生物分子的振动状态，提供了一种非常有用的药物开发平台。
二、磁共振成像技术磁共振成像技术是一种利用磁场和无线电波对样本进行磁共振信号的检测。
该技术可以获得较高的空间分辨率和灵敏度，不依赖于样本的透射性和荧光物质，具有较好的成像效果。
例如，磁共振成像技术可以用来观察脑内的神经元活动、肿瘤分布等。
但是，磁共振成像技术也存在一些限制。
例如，该技术所产生的磁场对样本的影响较大，可能会对样本造成损伤。
此外，该技术对样本内部结构需要较好的特殊预处理，否则将影响成像的效果。
三、声音成像技术声音成像技术是一种利用声音波特性对样本进行成像的方法。
该技术所使用的声波在穿过生物组织时会发生散射或反射，因此可以产生一系列声波模式，从而获得三维成像结果。
例如，乳腺和甲状腺体是生物体中常见的组织，超声成像技术可用于观察它们的结构和神经系统内部的结构。
总结通过对几种不同生物活体成像技术的介绍，我们可以看到它们在生命科学研究中的重要性。
活体生物体内光学成像技术及其新进展
活体生物体内光学成像技术及其新进展摘要：活体生物体内光学成像技术是近年发展起来的新兴技术，以其操作简便、灵敏度高、创伤性小成为研究生物活体成像的一种理想方法，在生命科学研究中有着较大优势并得以不断发展。
按发光模式可分为生物自发光和荧光激发光两类。
其原理为采用荧光素酶基因或荧光报告基团标记的目的细胞，通过灵敏的光学检测仪器，检测活体生物体内的细胞活动和基因行为。
利用光学标记的转基因动物模型可以研究疾病的发生发展过程，进行药物研究及筛选等。
本文综述了现有活体生物体内光学成像技术的基本原理、分类、比较以及发展应用。
关键词：活体生物体内光学成像；生物自发光成像；荧光激发光成像；文献综述利用生物体内发出的能够穿透组织的光进行全身成像，是研究生物学过程的重要方法之一。
活体生物体内光学成像技术主要采用生物自发光和荧光激发光两种技术。
生物自发光是用荧光素酶基因标记或DNA，而荧光激发光则采用荧光报告基团进行标记[1]。
成像试剂标记后，利用灵敏的光学检测仪器，可以直接检测活体生物体内的细胞活动和基因行为，是近年来发展起来的新兴技术。
与其它的活体内成像技术，如超声、计算机断层显像、核磁共振成像、正电子衍射成像相比，活体生物体内光学成像技术有着灵敏度高、安全、易操作、结果直观、测量快速、数据真实可靠、费用低廉等特点。
目前该技术已被广泛应用于生命科学、医学研究和药物研发等领域[2]。
1 活体生物体内光学成像技术的分类及其原理活体生物体内光学成像系统由作为报告基因的荧光素酶或荧光蛋白、灵敏的光学检测仪器及其分析软件组成。
报告基因被插入的多种基因启动之后，通过检测报告基因的表达情况，从而实现靶细胞或靶分子表达的实时检测[3,4]。
目前活体生物光学成像仪的最高辨析度为0.1mm左右。
活体生物体内光学成像技术按发光模式可分为两类,一种是采用生物发光技术, 另一种是采用荧光激发光技术。
现分别加以介绍说明。
1.1 生物自发光技术1995年，Contag首次在小动物体内检测到含有Lux操纵子的病原菌发出的可见光[5]。
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美国 Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｌｉｇｈｔ 公司。
区域内的信号与细胞数是成正比的。
理 １．１．３ 实验仪器 小动物活体成像仪（ 德国伯托
ＬＢ９８３ ＮＣ１００Ｕ）。 １．２ 实验方法
ｏ
１将．２早．１先 构稳建定的克稳隆定癌高细表胞株达在的体荧内光发素光酶强细度胞的株检乳测腺’癌 ：ｙ
细胞（４Ｔ－１－Ｌｕｃ ＋）进行胰酶消化计数并调整细胞浓
１．２．４ 建立 Ｘ 线结合生物发光成像检测 采用 ｉｎ－ 与底物反应即可产生光信号，从成像图 ３ 中可以看
ｄｉｇｏ 分子成像系统，将人乳腺癌细胞（４Ｔ－１－Ｌｕｃ ＋） 皮 出，肿瘤接种 １ 周后可检测到荧光信号并见清晰的
下接种 １ ×１０６ ／ｍｌ 于裸鼠肺原位，接种 ２０ ｄ 后检测 皮下肿瘤，表明细胞在裸鼠体内不断增殖形成肿瘤；
裸小鼠右前肢的皮下接种（１ ×１０５ ／ｍｌ），在肿瘤接 ２．２ 裸鼠在体肿瘤的生物发光成像
种 １ 周后开始成像检测，获得肿瘤组织中活细胞的
将已经构建的人肝癌细胞（ Ｈｕｈ－７－Ｌｕｃ ＋） 皮下
丽ａ００ 光子值（参数：曝光时间 ３ ｍｉｎ，ｂｉｎｎｉｎｇ 值 ４ ×４）。
接种 １ ×１０５ ，实验中观察到肿瘤 Nhomakorabea种在皮下后通过
２００７ －００４ 。 １．１．２ 实验细胞与试剂 采用本实验室早先构建
湖晒山辩 图 １Ａ 由左至右为依次注射细胞浓度为 ５０ ０００、
５０００、５００、５０、５ 以及空白对照小鼠。 从图 １Ａ 中可
的稳定高表达的荧光素酶细胞株：人乳腺癌细胞株 以看出，在此条件下曝光时间 ５ ｍｉｎ，皮下注射 ５００
（４Ｔ－１－Ｌｕｃ ＋）； 人 肝 癌 细 胞 株 （ Ｈｕｈ－７－Ｌｕｃ ＋）， 在 含 个发光细胞可测得明显的信号值。 当皮下注射 ５０
１０％胎牛血清的 ＤＭＥＭ 培养液（Ｇｉｂｃｏ 公司）中，５％ 个发光细胞时，系统采集不到信号。 图 １Ｂ 中显示
ａＯ ０００ ａ０００ ａ００ 色０ 色 ０ ＣＯ２ ３７℃孵箱恒温培养。 Ｌｕｃｉｆｅｒａｓｅ 发光底物购自 出信号值随注射细胞的浓度增加而上升，可见信号
２ 结果
随着时间的延长，小鼠的原位瘤越来越大，实时显示 肿瘤的信号值逐渐增强。
２．１ 生物发光成像检测的灵敏度
２．３ 生物发光结合 Ｘ 线的活体成像
Ｂ ＢＡＬＢ ／ｃ 小 鼠 皮 下 注 射 乳 腺 癌 细 胞 （ ４Ｔ－１－
由于标记细胞在动物体内复杂的定位，直观的
Ｌｕｃ ＋），注万入方荧数光据素酶底物后 ５ ｍｉｎ 开始成像检测。 观测技术虽然可以从动物体表的信号水平直接获得
［中图分类号］ Ｒ４４５．１，Ｒ８１２
［ 文献标志码］ Ａ
［文章编号］ １６７４－９９６０（２０１３）０４－０２７１－０３ ＤＯＩ：１０．７６４４ ／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－９９６０．２０１３．０４．００８
Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｏｆ ｂｉｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ ｉｎ ｖｉｖｏ ｉｎ ｓｍａｌｌ ａｎｉｍａｌｓ
倡Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ，Ｔｅｌ：０１０－６６９３１２１７， Ｅ－ｍａｉｌ： ｚｈｏｕｐｋ＠ｂｍｉ．ａｃ．ｃｎ
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］ Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ Ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｂｉｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ｉｎ ｖｉｖｏ ｉｍａｇｉｎｇ ｔｅｃｈ－ ｎｉｑｕｅ ａｎｄ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ．Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｂｒｅａｓｔ ｃａｎｃｅｒ ｃｅｌｌｓ ４Ｔ－１－ Ｌｕｃ ＋ ｏｒ ｌｉｖｅｒ ｃａｎｃｅｒ ｃｅｌｌｓ Ｈｕｈ －７－Ｌｕｃ ＋ ｗｉｔｈ ｓｔａｂｌｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ｌｕｃｉｆｅｒａｓｅ ｗｅｒｅ ｉｍｐｌａｎｔｅｄ ｓｕｂｃｕｔａｎｅｏｕｓｌｙ ｉｎｔｏ ＢＡＬＢ ／ｃ ｍｉｃｅ．Ｔｈｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｈａｉｒ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｍａｌｌ ａｎｉｍａｌ ｉｎ ｖｉｖｏ ｉｍａｇｅｒ ｏｆ ｂｉｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ ｓｉｇ － ｎａｌｓ．Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｗａｓ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ｂｙ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｂｉｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ｗｉｔｈ Ｘ －ｒａｙ．Ｒｅｓｕｌｔｓ Ｔｈｅ ｈａｉｒ ａｓ ｓｈｏｗｅｄ ａｒｅ ｏｂｖｉ － ｏｕｓ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｂｉｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ ｓｉｇｎａｌｓ ｅｍｉｔｔｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｃａｎｃｅｒ ｃｅｌｌｓ ｉｍｐｌａｎｔｅｄ ｉｎ ＢＡＬＢ ／ｃ ｍｉｃｅ．Ｔｈｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｉｇｎａｌ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｄｅｔｅｃｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｃｅｌｌｕｌａｒ ｍａｓｓ ｏｆ ５０ ｃｅｌｌｓ ｗｈｅｎ ｌｏｃａｌ ｈａｉｒ ｗａｓ ｒｅｍｏｖｅｄ ．Ｔｈｅ ｉｍａｇｉｎｇ ｍｏｄｅｌ ｅｓｔａｂ－ ｌｉｓｈｅｄ ｂｙ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ Ｘ－ｒａｙ ｗｉｔｈ ｂｉｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ｃｏｕｌｄ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｄｅｔｅｃｔ ｔｈｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｉｇｎａｌｓ ｅｍｉｔｔｅｄ ， ｂｕｔ ａｌｓｏ ｃｌｅａｒ－ ｌｙ ｌｏｃａｔｅ ｓｏｍｅ ｏｒｇａｎｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎ ｏｆ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｉｇｎａｌｓ ｏｒ ｐａｔｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｔｉｓｓｕｅ ．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｉｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｈａｓ ｂｅｅｎ ａｃｈｉｅｖｅｄ ．Ａ ｉｍａｇｉｎｇ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ Ｘ －ｒａｙ ａｎｄ ｂｉｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｕｒ － ｐｏｓｅ ｏｆ ｗｉｄｅｎｉｎｇ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｍａｌｌ ａｎｉｍａｌ ｉｎ ｖｉｖｏ ｉｍａｇｉｎｇ． ［Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］ ｉｍａｇｉｎｇ ｉｎ ｖｉｖｏ；ｌｕｃｉｆｅｒａｓｅ；ｂｉｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ；Ｘ－ｒａｙ；ｃａｎｃｅｒ ｃｅｌｌ
图 ２ ＢＡＬＢ ／ｃ 小鼠皮下注射稳转 发光细胞与 底物混 合 物 的
ｏ口寸００ １．２．３ 活体动物肿瘤的生物发光成像 将已经构
生物发光成像结果（ 局部脱毛处理） Ａ ．肿 瘤 细 胞 的 体 内 成 像 ； Ｂ ．体 内 肿 瘤 细 胞 的 光 子 值
建好的人肝癌细胞（ Ｈｕｈ－７－Ｌｕｃ ＋），进行雄性 ｎｕ ／ｎｕ
恶性肿瘤是严重威胁人类健康的重大疾病，人 们对肿瘤发生机制和治疗新药的研究一直没有中断 过，好的实验动物模型和观察方法对于开展此类研 究是非常重要的。 活体成像技术是指应用影像学的 方法，对活体状态下的生物学过程进行组织、细胞和 分子水平的定性和定量研究，随着分子影像学技术 的发展，在医学、生物学、药学等相关领域应用迅速 扩展［１ ～３］ 。 利用生物发光（ ｂｉｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ） 技术标 记肿瘤细胞，经皮下、静脉或原位接种后，该检测方
发光，通过 Ｘ 线模块成像 信号 作为 明 场 （ 结 构 图 ２ 周后红色区域信号增强，表明肿瘤体积逐渐生长，
像），检测发光信号作为暗场（检测功能图像），并进 ４ 周时，信号区有空白区域，表明肿瘤中心出现营养
行拟合（ 参数：曝光时间 １ ｍｉｎ，ｂｉｎｎｉｎｇ 值 ４ ×４）。
缺乏性坏死，没有荧光信号产生。 可以清楚地看到
卅 ５０００、５００、５０、５ 个细胞，以及一个仅注射底物的小
鼠作为空白对照。 实验动物于成像前注射２００ μｌ
在相同条件下对同批次 ＢＡＬＢ ／ｃ 小鼠进行了脱
被３００ 荧光素酶底物（１５ ｍｇ ／ｍｌ） ５ ｍｉｎ 后，戊巴比妥钠麻
醉放入成像暗箱平台，ｉｎｄｉｇｏ 操作软件完成图像分 析过程。 图像处理及数据分析采用仪器配备的 ｉｎ－
通过建立 Ｘ 结合发光的检测模型，实现了既能检测发光信号值强度大小，又能比较清晰地观测到部分脏器和发光
体（病变组织）的部位。 结论 实现了生物发光活体成像技术的检测条件优化，建立了 Ｘ 线结合发光新的检测模
式，为扩展小动物活体成像的应用范围奠定了基础。
［关键词］ 活体成像技术；荧光素酶；生物发光；Ｘ 线；癌细胞
粥Ｊ ００ 度为 ５ ×１０５ ／ｍｌ。 用 ＰＢＳ 将其梯度稀释，吸取混合
均匀的细胞 １００ μｌ，实施 ＢＡＬＢ ／ｃ 小鼠的皮下注射。
图 １ ＢＡＬＢ ／ｃ 小鼠皮下注射发光 细胞与底物 混合物 的 生 物 发光成像结果（ 不脱毛）
本组实验共 ６ 只小鼠，分别注射终浓度为５０ ０００、
Ａ ．肿 瘤 细 胞 的 体 内 成 像 ； Ｂ ．体 内 肿 瘤 细 胞 的 光 子 值
军事医学 ２０１３ 年 ４ 月 第 ３７ 卷 第 ４ 期 Ｍｉｌ Ｍｅｄ Ｓｃｉ，Ｖｏｌ ３７， Ｎｏ ４， Ａｐｒ， ２０１３
２７１
小动物生物发光活体成像的条件优化与技术扩展研究
王 豫，关 华，宋 曼，王晓迪，高 毅，周平坤
［摘要］ 目的 为发掘生物发光活体成像技术的灵敏性和应用潜力，进行在体检测条件的优化和技术扩展。 方法
毛处理。 图 ２Ａ 中的检测结果可以清楚的看出，能 检测到皮下注射 ５０ 个发光细胞的信号值。 在图 ２Ｂ 中也显出信号值随注射细胞的浓度增加而上升，可
ｄｉｇｏ 软件处理，计算出此区域发出的光子数，检测其 见信号区域内的信号与细胞数也是成正比的。
发光细胞在活体动物内的灵敏度（ 参数：曝光时间
５ ｍｉｎ，ｂｉｎｎｉｎｇ 值 ４ ×４）。
ＷＡＮＧ Ｙｕ， ＧＵＡＮ Ｈｕａ， ＳＯＮＧ Ｍａｎ， ＷＡＮＧ Ｘｉａｏ－ｄｉ， ＧＡＯ Ｙｉ， ＺＨＯＵ Ｐｉｎｇ－ｋｕｎ倡