Xenics红外相机在第二近红外小动物活体荧光成像方面的应用-4
小动物活体成像用的近红外一区荧光染料
小动物活体成像用的近红外一区荧光染料在小动物活体成像的领域里，近红外一区荧光染料就像是个“魔法师”，它们能帮助我们看清动物体内发生的种种神秘事件。
这些染料可不是普通的颜料哦，而是经过精心设计的，能够在特定波长下发光。
想象一下，科学家们就像小侦探一样，借助这些染料深入动物的身体，观察各种生理活动。
嘿，听起来是不是有点酷？这种技术让我们能够在不伤害小动物的情况下，了解它们的健康状况，真是让人觉得妙不可言。
说到近红外一区荧光染料，它们的特点简直是独一无二。
这些染料能穿透生物组织，不像其他可见光染料那样容易被吸收或散射，仿佛给动物穿上了一件隐形斗篷，让我们在不打扰它们的情况下，轻松探查里面的秘密。
真是“隔墙有耳”，不过我们可不是想偷听八卦，而是想了解它们的生理状态。
通过成像技术，科学家们能看到肿瘤、炎症甚至是血管的动态变化。
想想看，身处实验室的科研人员就像是在操控一台“透视仪”，轻松掌握小动物的健康状况。
找到合适的染料可不是一件简单的事。
就像找对象一样，得挑挑捡捡。
每种染料都有自己的特点，得看它的发光强度、稳定性、以及与生物组织的相容性。
比如，有些染料在小动物体内会因为环境的变化而失去荧光，这就像约会时突如其来的冷场，尴尬得不得了。
所以，科学家们需要做大量的实验，才能找到最合适的荧光染料，真是“千辛万苦”。
染料的使用不止于此，真是“一石二鸟”。
这些荧光染料不仅能帮助我们进行成像，还能用来追踪细胞的动态变化。
想象一下，在某个小动物体内注入了荧光染料，然后通过成像技术观察到细胞是如何迁移、增殖甚至是死亡的。
那种实时监测的感觉，真是让人兴奋不已！就像看一场现场的舞蹈表演，细胞在舞台上尽情展现自己的风采。
说实话，这种技术让我们对生物学的理解更加深入，就像打开了一扇窗，阳光洒进来，照亮了我们曾经看不见的地方。
使用这些染料也有一些挑战。
要保证小动物的安全，染料的毒性必须控制得当。
就像喝水，量多了会撑，量少了又渴。
科学家们必须找到一个平衡点，让染料在体内工作时不产生副作用。
浅析红外相机技术在自然保护区野生动物资源调查与评估中的应用
浅析红外相机技术在自然保护区野生动物资源调查与评估中的应用作者：王颖来源：《科学导报·学术》2020年第32期摘要：目前红外相机技术在野生动物资源的调查、监测、保护当中得到广泛应用，红外相机技术能够为该区域生境内的野生动物资源种类、数量、分布等提供参考数据。
从而在生物多样性的监测和保护调查过程当中取得了众多的成果。
红外相机技术的广泛应用，它能够降低成本，而且它是目前自然保护区野生动物调查评估的关键技术和方法，今后随着监测网络和数据共享模型的完善，它将会得到更好的发展和应用。
基于此，下文以红外相机技术在我国自然保护区野生动物调查和评估中的应用为题展开积极的讨论。
关键词：红外相机技术;自然保护地;野生动物;调查与评估在野生动物资源调查与保护中，红外相机技术发挥着十分重要的作用。
该技术的核心装置为红外传感器，利用红外传感器的工作机制，动物在进入相机的红外感应区域时，自动触发相机工作，拍摄感应区域内的动物照片或视频记录的技术方法，实现对野生动物的静态和动态拍摄，又被称为红外接触相机陷阱技术。
通过拍摄储存的原始数据，着重对野生动物多样性监测图像数据进行分析和研究。
红外相机技术在我国自然保护区野生动物资源研究和保护过程当中，发挥着重要的作用，该技术与传统的生物监测技术结合，为我国野生动物资源保护提供了有力的支持。
1红外相机技术在我国野生动物调查中的应用1.1在野生动物调查中的作用在野外应用中，更多的是鸟类与兽类多样性调查，鸟类主要指地面上活动的地栖性鸟类;兽类主要指大中型兽类。
红外相机不仅拍摄照片，而且能够录制视频同时详细记录了日期和时间，通过监测到的影像数据，可以分析出野生动物在该区域内的活动规律，季节性规律、夜间活动或者是日活动规律等，都可以通过红外相机进行数据分析，从而判断出此物种在该生境条件下的生活习性和特点。
因此红外技术应用在野生动物资源的调查当中发挥重要的作用，比如近几年在河南太行山地野生动物资源调查焦作段中，对河南太行山地8个调查样点重点区域安装了红外相机。
红外相机技术在我国野生动物研究与保护中应用的实践分析
红外相机技术在我国野生动物研究与保护中应用的实践分析近年来，随着科技的不断发展和进步，红外相机技术在我国野生动物研究与保护中的应用越来越广泛。
红外相机是一种通过红外感应模块来捕捉动物活动轨迹的设备，它能够在夜间或者光线不足的环境下拍摄动物的活动情况，为野生动物研究和保护提供了强有力的工具。
本文将从实践角度分析红外相机技术在我国野生动物研究与保护中的应用情况，并探讨其在未来的发展前景。
1.动物活动监测红外相机技术能够通过红外感应模块实时监测野生动物的活动情况，获得动物的觅食、休息、交配等行为数据，为野生动物行为生态学研究提供了重要数据支持。
比如在大熊猫的繁殖研究中，红外相机技术可以实时监测野外大熊猫的活动轨迹，为科学家掌握大熊猫的繁殖习性、繁殖行为提供了重要的数据支持。
2.种群数量调查野生动物的数量是衡量生态环境健康状况的重要指标之一。
红外相机技术通过对野生动物的拍摄和识别，可以快速、准确地进行种群数量普查，为科学家掌握野生动物数量变化趋势提供了重要数据支持。
比如在我国东北虎保护区，科学家们利用红外相机技术对东北虎的数量进行监测，为东北虎的保护和研究提供了重要的数据支持。
1.野生动物保护监测野生动物的生存环境受到人类活动的威胁，野生动物保护监测是保护工作的重要一环。
红外相机技术可以实时监测野生动物的活动情况，并对潜在的威胁进行识别和警示，为野生动物的保护提供了有力的技术支持。
比如在保护区周边设置红外相机，可以及时监测到周边地区的盗猎、破坏行为，为野生动物的保护提供了重要支持。
3.野生动物保护宣传红外相机技术可以捕捉到生动、真实的野生动物活动画面，通过新闻媒体和网络平台进行宣传，增强公众对野生动物保护的认识和关注。
通过呈现出野生动物的真实生活状态，可以增强公众的保护意识，推动社会公众参与野生动物保护工作。
三、红外相机技术在野生动物研究与保护中的挑战和展望1.技术研发红外相机技术在野生动物研究与保护中的应用仍面临一些挑战，比如在复杂环境下的识别精度、长时间的稳定性等方面需要进一步技术改进和研发。
红外相机技术在我国野生动物研究与保护中应用的实践分析
红外相机技术在我国野生动物研究与保护中应用的实践分析【摘要】随着科技的不断进步，红外相机技术在我国野生动物研究与保护中得到了广泛应用。
本文从野生动物活动监测、物种数量统计、物种行为研究和野生动物保护等方面探讨了红外相机技术的应用。
通过实践案例分析，揭示了红外相机技术在我国野生动物研究与保护中的重要作用。
结论部分指出红外相机技术为我国野生动物研究与保护带来了新的可能性，展望未来红外相机技术在野生动物研究与保护中的发展前景。
红外相机技术的广泛运用将为我国的生物多样性保护工作提供可靠的数据支持，有助于推动野生动物的有效管理和保护。
【关键词】红外相机技术、野生动物研究、保护、活动监测、物种数量统计、行为研究、实践案例、可能性、发展前景1. 引言1.1 背景介绍野生动物是自然生态系统中的重要组成部分，对维持生态平衡具有不可替代的作用。
近年来随着人类活动的不断扩张和环境污染的加剧，许多野生动物种群面临着严重的威胁，甚至濒临灭绝。
为了更好地了解野生动物的生态习性、行为特征以及种群数量的变化情况，科研人员一直在寻找更有效的研究方法。
本文将通过对红外相机技术在野生动物研究中的应用进行实践分析，探讨其在野生动物活动监测、物种数量统计、物种行为研究以及保护工作中的优势和作用，同时结合我国的实践案例，评估红外相机技术在我国野生动物研究与保护中的价值和意义。
1.2 研究目的通过使用红外相机技术在我国野生动物研究与保护中的实践分析，旨在探讨红外相机技术在野生动物领域的应用情况，并总结其在活动监测、物种数量统计、物种行为研究和保护工作中的优势和作用。
具体目的包括：1. 探讨红外相机技术在野生动物活动监测中的应用效果，分析其在监测濒危物种活动范围、活动时间和行为特征等方面的优势。
2. 分析红外相机技术在物种数量统计中的应用情况，探讨其在野生动物普查和种群数量监测中的准确性和效率。
3. 研究红外相机技术在物种行为研究中的应用方式，分析其对野生动物行为模式和生态习性的深入理解程度。
红外相机监测野生动物方案
红外相机监测野生动物方案
红外相机监测野生动物方案如下：
一是借助红外相机观测网络，各保护区调查了兽类和鸟类的物种多样性，摸清了野生动物物种多样性现状，为各保护区提供了本地资源数据，更新完善了物种名录。
部分保护区通过红外相机观测网络记录到了物种分布新纪录，如发现了XX省鸟类新纪录橙头地鸫、XX省鸟类新纪录绿翅金鸠、X夏鸟类新纪录斑背噪鹛以及兽类新纪录小麂等。
二是利用红外相机对野生动物进行全天候地监测，为野生动物生态学研究提供了良好的方法，包括动物的标记领地、觅食、交配、哺乳、集群等生活习性和活动节律。
如2018年3月，在XX秦岭长青保护区拍摄到一组雪地上大熊猫母子跟随、陪伴、哺乳的珍贵镜头，镜头中约八个月大的大熊猫幼崽紧跟妈妈左右撒娇、求乳，最终躺在妈妈怀里吸乳，画面可爱、自然又温馨。
三是红外相机观测网络能够及时获取物种种类组成与分布、种群数量及其生境变化等方面的第一手数据，为重点生态功能区生态环境质量考核提供地面数据。
观测中发现的重要珍稀濒危物种，能够为重点物种及其栖息地的保护和评估提供科学支撑。
通过拍摄到的人为干扰照片分析人类活动对野生动物的影响，为保护管理提供基础支撑。
观测中发现的栖息地破坏、环境污染、偷猎等不法行为，为进一步加强生物多样性保护和管理提供信息来源。
小动物活体成像培训2017041苏州大学放射医学院大型仪器
Label Proteins
荧光成像模式
荧光成像探针及应用
荧光成像技术之多模态
多模态
精准定位
荧光成像技术之光谱分离
荧光成像技术之光谱分离
分离自荧光
分离不同探针荧光
荧光成像技术之透射成像技术
提高穿透深度
提高信噪比
荧光成像技术之定量
对于生物发光信号定量，IVIS技术检测的数据是动物体表绝对发光量，即单位时间、 单位面积、单位弧度从动物体表发出的绝对光子数（photons/sec/cm2/sr），应用 这种定量标准，可保证研究人员对不同时间点或应用不同拍摄参数进行成像的结果 具有可比性及可重复性；
组织自吸收与散射 近红外光区成像
穿透深度
荧光成像原理
背照式
反射成像
荧光成像探针及应用
Luciferase
Fluorescent dyes
+ ATP and O2 – Live cells
+ D-luciferin substrate
+ excitation light source
Transfection
Transfetin cell/protein labeling
Fluorescent Proteins
Quantum dots
and
Nanoparticles
Direct cell/protein labeling Direct
Genetic Marker
生物发光模式
Label Cells Label Bacteria
对于荧光信号定量，IVIS技术充分考虑到了激发光的波动及激发区域的不均匀性等 特点，而采用Radiant Efficiency（photons/sec/cm2/sr/uw/cm2）为定量单位，同 样保证了定量数据的准确度及重复性
小动物近红外二区荧光活体影像系统
仪器名称：小动物近红外二区荧光活体影像系统百购生物网为您提供型号：Series II 900/1700简介：针对传统活体荧光成像技术面临的低组织穿透深度（<3毫米）和低空间分辨率（~毫米）、高自发荧光背景等瓶颈，苏州影睿光学科技有限公司的研究团队历经多年潜心研究，于2012年推出了第一款基于近红外二区荧光（NIR-II,900-1700nm）的小动物活体影像商业化系统（Series II 900/1700），实现了高组织穿透深度（>1.5cm）、高时间分辨率（50ms）和高空间分辨率（25μm）的活体荧光成像。
Series II 900/1700可针对不同的研究体系，在小动物活体水平进行实时、无创、动态、定性和定量的影像研究，包括肿瘤早期检测、肿瘤发展、转移和治疗过程、药物筛选、靶向药物和靶向治疗、干细胞活体示踪及其再生医学研究等。
影睿光学拥有世界领先的量子点制备和应用专利技术、活体荧光影像设备，以及强大的数据处理和分析功能，为用户提供完整的科研产品及解决方案。
目前，影睿光学Series II 900/1700系统已成功销往美国埃默里大学，并与美国哈弗大学医学院、美国康奈尔大学、美国埃默里大学、北京大学、复旦大学附属华山医院、南京大学附属鼓楼医院、中国科学院北京动物研究所、中国科学院上海药物研究所等数十家国内外优秀研究机构建立了良好的商业伙伴及合作关系。
技术优势：荧光活体成像解决方案：近红外二区荧光成像活体组织对近红外二区荧光（1000-1700nm）具有更低的吸收和散射效应，以及可以忽略的自发荧光背景，因此，在活体荧光成像中，与传统荧光（400-900nm）相比，近红外二区荧光具有更高的穿透深度、更高的时间和空间分辨率，以及更高的信噪比。
近红外二区荧光探针解决方案： Ag2S 量子点国际领先的近红外二区荧光量子点技术，量子效率大于15%；具有良好的生物相容性(Ag2S 量子点对主要器官肝脏、脾脏和肾脏等没有毒副作用)。
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
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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
红外相机技术在我国野生动物研究与保护中的应用与前景_李晟
生物多样性2014,22(6):685–695Doi:10.3724/SP.J.1003.2014.14203 Biodiversity Science 红外相机技术在我国野生动物研究与保护中的应用与前景李晟1*王大军1肖治术2李欣海2王天明3冯利民3王云41(北京大学生命科学学院,北京100871)2(中国科学院动物研究所,北京100101)3(北京师范大学生命科学学院,北京100875)4(中国交通运输部科学研究院,北京100029)摘要:20年来,红外相机技术在国内外野生动物研究、监测与保护中得到了广泛应用。
基于红外相机技术,我国在野生动物生态学研究、动物行为学研究、稀有物种的探测与记录、动物本底资源调查、生物多样性监测及保护地管理与保护评价等领域取得了众多成果。
目前,数学模型、统计分析方法和新的概念正在促进红外相机技术在野生动物监测研究与保护管理中的发展和推广应用。
同时,随着红外相机技术的成熟、成本降低和应用普及,这一技术也将会被更多的野生动物研究人员、管理人员和自然保护区管理者所采用,并成为全国各级保护地和区域生物多样性监测研究的关键技术和方法。
今后,建立并完善系统化的监测网络和数据共享平台、开发新一代的数据分析方法与模型,将是此项技术进一步发展和应用的主要方向。
关键词:红外相机,野生动物保护,监测指标,种群参数,生态学模型Camera-trapping in wildlife research and conservation in China:review and outlookSheng Li1*,Dajun Wang1,Zhishu Xiao2,Xinhai Li2,Tianming Wang3,Limin Feng3,Yun Wang41School of Life Sciences,Peking University,Beijing1008712Institute of Zoology,Chinese Academy of Sciences,Beijing1001013School of Life Sciences,Beijing Normal University,Beijing1008754China Academy of Transportation Sciences,Beijing100029Abstract:During the last two decades,infrared-triggered camera-trapping has been widely used in wildlife and biodiversity research and conservation.In the areas of wildlife ecology research,animal species inventory,biodiversity monitoring and protected area management in China,considerable outputs have been produced by scientific research and conservation applications based on camera-trapping.This technique has been successfully used to detect rare or elusive species,conduct biodiversity inventory,study animal behavior,estimate population parameters,and evaluate the effectiveness of protected area management.Along with the rapid development of modern ecological analysis and modeling tools,camera-trapping will play a more important role in wildlife research at various levels.Meanwhile,along with improvements in techniques,decreasing cost and increasing application interests,camera-trapping will be adopted by more researchers,wildlife managers and protected areas,and can be used for systematic wildlife monitoring using standard protocols.Efforts devoted to its future development and applications should focus on establishing systematically-designed monitoring networks and data-sharing protocols,and developing new analytical approaches and statistical models specifically based on camera-trapping data.Key words:camera-trapping,wildlife ecology,monitoring index,population parameter,ecological modeling——————————————————收稿日期:2013-09-25;接受日期:2014-11-13基金项目:国家自然科学基金(31270567,31200410)通讯作者Author for correspondence.E-mail:shengli@686生物多样性Biodiversity Science 第22卷在野生动物研究领域,红外相机技术是红外触发相机陷阱技术(infrared-triggered camera-trapping)的简称,也被称作红外触发拍摄技术(infrared-triggered photography),通常也被简称为红外相机技术。
小动物活体成像技术概览
小动物活体成像技术概览1. 背景和原理:1999年，美国哈佛大学Weissleder等人提出了分子影像学(molecular imaging)的概念——应用影像学方法，对活体状态下的生物过程进行细胞和分子水平的定性和定量研究。
传统成像大多依赖于肉眼可见的身体、生理和代谢过程在疾病状态下的变化，而不是了解疾病的特异性分子事件。
分子成像则是利用特异性分子探针追踪靶目标并成像。
这种从非特异性成像到特异性成像的变化，为疾病生物学、疾病早期检测、定性、评估和治疗带来了重大的影响。
分子成像技术使活体动物体内成像成为可能，它的出现，归功于分子生物学和细胞生物学的发展、转基因动物模型的使用、新的成像药物的运用、高特异性的探针、小动物成像设备的发展等诸多因素。
目前，分子成像技术可用于——研究观测特异性细胞、基因和分子的表达或互作过程，同时检测多种分子事件，追踪靶细胞，药物和基因治疗最优化，从分子和细胞水平对药物疗效进行成像，从分子病理水平评估疾病发展过程，对同一个动物或病人进行时间、环境、发展和治疗影响跟踪。
分子成像的优点:分子成像和传统的体外成像或细胞培养相比有着显著优点。
首先，分子成像能够反映细胞或基因表达的空间和时间分布，从而了解活体动物体内的相关生物学过程、特异性基因功能和相互作用。
第二，由于可以对同一个研究个体进行长时间反复跟踪成像，既可以提高数据的可比性，避免个体差异对试验结果的可影响，又不需要杀死模式动物，节省了大笔科研费用。
第三，尤其在药物开发方面，分子成像更是具有划时代的意义。
根据目前的统计结果，由于进入临床研究的药物中大部分因为安全问题而终止，导致了在临床研究中大量的资金浪费，而分子成像技术的问世，为解决这一难题提供了广阔的空间，将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述水平的数据，这是用传统的方法无法了解的领域，所以分子成像将对新药研究的模式带来革命性变革。
其次，在转基因动物、动物基因打靶或制药研究过程中，分子成像能对动物的性状进行跟踪检测，对表型进行直接观测和(定量)分析;2. 分类分子成像技术主要分为光学成像、核素成像、磁共振成像和超声成像、CT成像五大类。
野生动物红外相机监测平台的智慧化应用与挑战
野生动物红外相机监测平台的智慧化应用与挑战摘要：本论文基于作者所从事的林业信息化相关业务，介绍了红外相机监测平台的开发与实施，并详细阐述了该平台在林业信息化智慧化中的应用。
红外相机监测平台的应用为林业管理者提供了高效的数据采集和处理手段，基于红外相机监测到的数据做统计和分析，能够提供方便用户查阅的统计数据，为林业管理者的决策提供科学依据。
然而，在应用过程中也存在一些挑战，如相机设置和位置选择、数据隐私和安全等问题。
论文总结了这些挑战并提出相应的解决办法。
最后，对野生动物红外相机监测平台在林业信息化智慧化中的未来发展提出了展望。
关键词：野生动物红外相机监测平台，林业信息化，林业智慧化，数据采集，数据处理，统计分析，挑战，展望引言随着信息技术的不断发展，野生动物红外相机监测平台在林业信息化智慧化应用日益收到重视。
在2020年-2023年期间，我单位在广东省13个湿地公园或自然保护区（包括：新丰鲁古河国家湿地公园、广东潮安凤凰山省级自然保护区、广东乳源大峡谷省级自然保护区、广东蕉岭长潭省级自然保护区等）开展野生动物红外相机监测工作，并基于这些监测数据为每个保护区建设了野生动物红外相机监测平台，为相关林业管理者提供了全面、准确的数据采集和处理手段，为林业信息化智慧化提供了新的思路和工具。
本论文旨在介绍野生动物红外相机监测平台在林业信息化智慧化方面的应用，并探讨其中的挑战和发展方向。
1.野生动物红外相机监测平台概述1.1红外相机监测技术简介红外相机监测技术是一种利用红外传感器和摄像技术来监测和记录野生动物活动的方法，与传统的人工巡逻相比，红外相机监测技术具有自动化、长时间监测、不依赖于人力资源和较低干扰等优势。
该技术通过红外传感器感知热能辐射，可以在白天和黑夜、恶劣天气条件下进行有效的野生动物监测。
红外相机监测技术的核心组成部分是红外传感器和相机模块。
红外传感器能够检测到动物体表散发的热量，将其转化为电信号。
红外相机技术在我国野生动物研究与保护中应用的实践分析
红外相机技术在我国野生动物研究与保护中应用的实践分析【摘要】红外相机技术在我国野生动物研究与保护中发挥着重要作用。
本文从野生动物监测、活动研究、栖息地调查、保护案例分析和发展趋势等方面对红外相机技术的应用进行了实践分析。
通过对各方面的研究，总结出红外相机技术在我国野生动物保护中的重要意义和作用。
文章结合实际案例和数据，探讨了红外相机技术未来的发展方向，并强调了其对野生动物研究与保护的重要意义。
通过本文的分析，可以更加深入地了解红外相机技术在我国野生动物研究与保护中的实践应用，为保护野生动物和生态环境提供重要的科学依据和技术支持。
【关键词】野生动物、红外相机技术、监测、活动研究、栖息地调查、保护、案例分析、发展趋势、总结、未来发展方向、意义1. 引言1.1 红外相机技术在我国野生动物研究与保护中应用的实践分析红外相机技术是一种以红外线作为能源的摄像技术，可以在没有光线的情况下进行拍摄，适用于野生动物监测和研究。
在我国野生动物研究与保护中，红外相机技术已经得到广泛应用，并取得了显著成效。
红外相机技术在野生动物监测中的作用是不可替代的。
传统的人工监测方式存在局限性，往往难以做到全天候、全方位的监测。
而红外相机可以实现24小时不间断的监测，能够捕捉到野生动物生活中的方方面面，为研究人员提供了更全面的数据支持。
红外相机技术在野生动物活动研究中的应用也非常广泛。
通过对野生动物在不同时间段的活动规律进行监测和记录，可以帮助研究人员更深入地了解野生动物的行为习性，为保护工作提供科学依据。
红外相机技术还可以应用于野生动物栖息地调查中。
通过安装红外相机在野生动物栖息地周边进行监测，可以及时了解野生动物的分布情况和栖息地的质量，有助于科学评估生态环境，制定合理的保护措施。
红外相机技术在我国野生动物研究与保护中发挥着重要作用，其应用前景广阔。
随着技术的不断进步和应用经验的积累，相信红外相机技术一定会为我国野生动物研究与保护事业做出更大的贡献。
活体荧光成像技术在小鼠研究中的应用探讨
活体荧光成像技术在小鼠研究中的应用探讨随着科技的不断发展和创新，人们对生命科学的研究和认知也越来越深入。
作为生命科学领域的先锋技术之一，活体荧光成像技术不仅能够为生命科学研究提供高质量数据，还能为疾病的诊断和治疗带来新的思路。
本文将深入探讨活体荧光成像技术在小鼠研究中的应用，包括技术原理、研究常用方法和当前存在的问题以及未来发展趋势。
一、活体荧光成像技术原理活体荧光成像技术（In vivo fluorescence imaging）是一种非侵入性的实时成像技术，通过荧光素、荧光蛋白等物质发出的光信号对生命体进行成像。
该技术具有直观、快速、精准、安全等优点，可以实时反映生命体系统组织、细胞、分子水平的生物学过程。
在小鼠研究中，活体荧光成像技术常常用于神经元、遗传疾病及肿瘤等相关研究。
二、研究常用方法1、细胞水平观察通过转基因技术将荧光蛋白基因导入小鼠体内，可以在体内实现特定细胞类型的标记和观察。
比如，蓝色荧光蛋白可以标记胰岛素分泌细胞，红色荧光蛋白可以标记心脏细胞。
研究人员可以通过活体荧光成像技术观察这些荧光物质的分布和变化，从而探索这些细胞在生理和病理状态下的变化规律。
2、动态生物过程观察在小鼠体内注射荧光染料或荧光标记的抗体等物质，可以实现对脑神经元、肿瘤、免疫细胞等动态生物过程的实时追踪。
随着技术的不断发展，研究人员还可以利用分子成像技术，通过固定荧光探针和小鼠体内特定细胞或分子的结合，对分子水平的生物学过程进行实时观察。
三、存在问题和未来发展1、分辨率和深度问题目前活体荧光成像技术对于小鼠其他器官和组织的成像深度和分辨率还存在比较大的限制，尤其是在大幅面、三维成像和动态变化的研究中，需要更高性能和复杂的成像设备和技术手段。
2、验证可靠性问题研究人员需要对成像结果进行验证和比对，以确保成像质量和数据分析的准确性。
同时还需要建立更加完善的数据共享和存储平台，以方便不同专业领域的研究人员进行更加广泛的合作交流。
红外相机监测昆虫的方法
红外相机监测昆虫的方法1. 安放红外相机在植物或者土壤上，利用其红外线功能监测昆虫的活动。
2. 将红外相机悬挂在树上或者灌木上，以便捕捉昆虫在树木间或者植被之间的活动轨迹。
3. 通过设置红外相机的触发方式，可以针对特定昆虫的行为模式进行监测和记录。
4. 在田野或者农田中设置红外相机，可以实时监测昆虫对农作物的影响，帮助农民采取相应的防治措施。
5. 结合红外相机和图像识别技术，可以实现对不同种类昆虫的自动识别和记录。
6. 在昆虫繁殖季节，使用红外相机进行长时间的连续监测，了解昆虫的繁殖规律和地域分布。
7. 利用红外相机观察昆虫的交配行为，揭示昆虫种群的繁殖模式和数量动态。
8. 在温室或者植物园中设置红外相机，跟踪昆虫的活动范围和生态习性。
9. 使用红外相机监测昆虫的喂食行为，了解昆虫对不同植物的取食偏好。
10. 通过红外相机观察昆虫的运动速度和路径选择，揭示昆虫的行为决策过程。
11. 在林地或者草原中设置红外相机，观察昆虫的群落结构和种类组成。
12. 利用红外相机记录昆虫的活动时段，了解昆虫的日常行为规律。
13. 在农田或者果园中设置红外相机，实时监测昆虫对农作物的危害程度，预警害虫防治的时机。
14. 运用红外相机对昆虫附着在植物表面或者土壤中的活动进行跟踪和观察。
15. 利用红外相机观察昆虫在不同温度和湿度条件下的行为差异和适应能力。
16. 结合红外相机和声音采集设备，对昆虫的声音和群体行为进行联合监测和分析。
17. 将红外相机设置在昆虫觅食的植物上，观察昆虫对植物的选择和利用方式。
18. 利用红外相机监测昆虫和其天敌之间的捕食和逃逸过程，研究生态平衡的维持机制。
19. 在湿地或者沼泽地设置红外相机，观察水生昆虫的生态习性和生活史。
20. 运用红外相机对昆虫在不同季节和环境条件下的迁徙过程进行监测和分析。
21. 结合红外相机和气象数据，研究气候因素对昆虫活动的影响和适应策略。
22. 利用红外相机研究植物挥发物对昆虫行为的影响，探讨昆虫的化学感知机制。
红外相机技术在我国野生动物研究与保护中应用的实践分析
红外相机技术在我国野生动物研究与保护中应用的实践分析近年来，随着科技的不断进步，红外相机技术在我国野生动物研究与保护中得到了广泛的应用。
红外相机通过感应红外辐射，能够在没有光线的环境下拍摄到动物的活动，为野生动物研究提供了便利。
下面就红外相机技术在我国野生动物研究与保护中的应用实践进行分析。
一、野生动物调查与监测红外相机技术在野生动物调查与监测中能够大大提高效率和准确性。
传统的动物调查和监测工作需要大量的人力和物力投入，而且往往需要长时间的观察才能收集到有效数据。
而红外相机可以实现24小时全天候的监测，无论是在白天还是黑夜，都能准确捕捉到动物的活动轨迹和行为习性。
由于其隐蔽性强，不易被动物发现，因此也能更好地还原动物的野生状态，有效避免了人为干扰对动物活动的影响。
二、野生动物保护红外相机技术在野生动物保护中也有着重要的应用价值。
通过设置红外相机于野生动物活动频繁的地区，可以实时监测野生动物的活动情况，及时发现动物的受伤或异常情况，为野生动物的保护提供有效的数据支持。
由于红外相机本身不会对动物造成伤害，也能够降低对野生动物的干扰，减少人为因素对野生动物的影响，提高了保护工作的效果。
三、野生动物行为研究红外相机技术在野生动物行为研究中也起到了不可或缺的作用。
通过长时间的红外相机监测，可以捕捉到野生动物的活动路径、觅食习性、交流行为等重要数据。
通过对这些数据的收集和分析，可以更加充分地了解野生动物的生活习性和行为特点，为野生动物研究提供了重要的依据和支持。
这些数据也有助于科研人员对野生动物的行为模式和生态环境进行深入的研究和分析。
四、野生动物资源管理红外相机技术在野生动物资源管理中也有广泛的应用。
通过对野生动物种群数量、分布范围等数据的收集和分析，可以更好地制定和调整相关的资源管理政策，保护和利用野生动物资源。
红外相机技术也能够准确捕捉到盗猎、狩猎等非法行为，为野生动物资源的有效保护提供了技术支持。
红外相机技术在我国野生动物研究与保护中有着广泛的应用前景和重要作用。
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；水和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600 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他优点。
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和吸收，光子遇到细胞膜和细胞质时会发生折射，而且不同类型的细胞和组织吸收光子的特性也不尽相同，其中血红蛋白是吸收光子的主要物质；由于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。
近红外二区小动物活体荧光成像系统的研制
近红外二区小动物活体荧光成像系统的研制
邬丹丹;潘力;周哲;付威威;朱海龙;董月芳
【期刊名称】《物理学报》
【年(卷),期】2024(73)7
【摘要】近年来,小动物活体荧光成像系统被广泛应用于生物医学成像研究.但是,现有的荧光成像系统存在穿透深度有限、图像信噪比低等缺点.因此,利用近红外二区(near-infrared-Ⅱ,NIR-Ⅱ,900—1880 nm)荧光成像技术在生物组织中具有的低吸收、低散射和穿透深度深等优点,研制出一套NIR-Ⅱ小动物活体荧光成像系统,提出了一种荧光图像增强校正方法,并设计生物组织模拟实验和活体动物实验测试该系统的性能和成像效果.实验结果表明,该系统具有穿透深度深、信噪比高、灵敏度高等优点.结合商用的吲哚菁绿试剂和聚集诱导发光染料,该系统可实时监测小鼠体内的血管分布情况,并对深层组织器官进行持续监测,实现活体小鼠清醒状态下的动态监测研究,有助于推动生物医学成像领域的肿瘤研究和药物开发研究等进入一个新阶段.
【总页数】10页(P344-353)
【作者】邬丹丹;潘力;周哲;付威威;朱海龙;董月芳
【作者单位】中国科学院苏州生物医学工程技术研究所;苏州国科视清医疗科技有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
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Xenics液氮制冷相机在第二近红外小动物活体荧光成像方面的应用
1、应用背景介绍
癌症作为四大不治症之一，一直以来都是全球各国希望攻克的难题。
World Cancer2014报告指出：全球范围内每年癌症新增病例高达1400万，死亡病例高达820万，而2010年全球在癌症上投入的资金为1.16万亿美金，为全球生产总值的2%。
影像方法一直以来都是癌症研究、药物开发，以及一般医疗行业重要的辅助研究手段；传统的获取影像的方法主要包括X-Ray成像、可见光成像以及核磁成像。
X-Ray 成像主要是通过X光探测器来探测穿透人体组织后的X光影像，主要包括DR、CT、PET 等设备，但是X光成像由于有辐射，对人体有伤害，且这些成像技术的空间分辨率有限，很难实现微小病灶的早期检测，进而影响早期治疗。
同样，由于这些设备的时间分辨率有限，不适合外科医生长期手术使用；可见光成像主要通过探测400nm—700nm范围内的可见光来获取影像信息，但是可见光无法获得被探测人和物内部的信息；MRI也是医疗行业一个有力的手段，但是MRI设备拍摄时间长、费用昂贵，无法在术中使用。
图1：CT、PET探测设备
基于上述背景，越来越多的生命科学工作者开始了其他影像方法对癌症检测价值的研究。
近红外成像由于能够获得更高的空间分辨率和更高的时间分辨率，获得了越来越多研究者的喜爱。
同时，由于更深的探测深度，以斯坦福大学为首的众多科研院所和高
校开始了第二近红外成像的研究。
图2：红外成像探测深度VS 可见光成像探测深度
2、第二近红外荧光成像研究原理
近红外成像，由于时空分辨率都比Micro-CT和PET高，又没有辐射，同时可以在手术中使用等，被广泛研究。
近红外成像主要分为第1近红外（0.75um—0.9um）成像和第2近红外（1.1um--1.4um）成像，而第2近红外成像由于可以获得更深的探测深度（1 - 3毫米），更高的空间分辨率（~ 30毫米），更高的时间分辨率（< 200 ms 每帧），更受期待。
图3：可见光成像、红外成像，以及可见光和红外成像融合图
小动物体内的荧光基团，在激光的照射下，会辐射出比激发光波长更长的光子信号，辐射出来的光子穿透组织到达体表，被能够探测到900nm-1700nm近红外谱段的InGaAs材料的液氮制冷相机获取并成像，通过对荧光信息成像的分析，进而获取小动物体内血管、肿瘤等信息；
图4：利用荧光成像原理，对小白鼠的头部进行成像
图5：几种荧光剂的激发、发射图谱
3、成像方案
方案1：采用非晶硅材料的可见光相机和InGaAs材料的红外相机，同时、同视场获取两幅图像，通过软件完成两幅图像的融合。
方案2：采用可见光可扩展短波红外相机，1台相机完成可见光和红外的成像，同时省去了分光装置，避免了由于光路引起的视场不相同问题；由于荧光基团发出的光信号非
常微弱，同时需要穿透小动物的组织，透出皮肤表层的光信号非常微弱，所以在相机的选择上一般为灵敏度较高、暗电流较低的相机产品。
图6：成像方案图
4、结果分析（通过数据分析，证明了方法的有效性）
通过上述方案在第2近红外小动物活体成像，可以获得非常清晰的图像；相比较传统的X-ray、CT、PET、MRI等成像技术，第2近红外相机可以获得更高的时空分辨率；
而相比较第1近红外成像，第2近红外可以获取更深的探测深度。
第2近红外成像同Micro-CT成像对比
第2近红外成像可以看清楚更多的毛细血管，并且可以区分的最细的毛细血管的直径为
35.4um；第2金红外成像所需要的时间为300ms；Micro-CT成像无法看清楚100um
以下的毛细血管，成像时间需要2h；
图7：第2近红外成像同Micro-CT成像对比
第2近红外同第1近红外对比分析：
第2近红外可以探测到更深的深度，同时可以看清楚更细小的毛细血管。
图8：第2近红外成像同第1近红外成像对比
5、关键成像器件
Xenics 公司Cougar 液氮制冷相机Cougar-640，以其77K 的深度制冷温度，优越的低暗噪声，超高的灵敏度，在第二近红外小动物活体成像方面有非常好的发挥；
Cougar-640 综述特性： 相机参数：
关于XenICs：XenICs公司是全球领先的红外相机和探测器的提供商。
创建于2000年，从国际知名的IMEC(比利时的微电子研究中心，半导体业界的指标性研究机构)孵化而来，是ISO：9001认证公司，总部位于比利时鲁汶，并在全球各大洲皆有分公司。
XenICs公司技术实力雄厚，专注于InGaAs 材料芯片的设计，能根据客户需求进行产品定制。
其产品线丰富，具有短、中、长波红外相机，线阵和面阵红外相机。
其中的杰出产品有：中波红外相机Onca系列，深度液氮制冷短波红外相机Cougar 系列，市面上唯一的高速红外相机Cheetah系列，新型T2SL材料、唯一
0.85~2.35μm波段范围的Xeva-2.35相机。