设备详情

  • 设备类别 生物检测分析
  • 设备名称 小动物光学活体成像系统
  • 生产厂家 美国 Revvity
  • 产品型号 IVIS Lumina lll
  • 功能用途 小动物活体光学成像技术是一种革命性的生物医学研究手段,通过无创、安全的在体观测方式,为研究疾病机制和药物疗效提供了强大工具。这项技术主要包含荧光成像和生物发光成像两大类型,其最突出的优势在于完全非侵入性的成像特性,允许对同一实验动物进行长达数周甚至数月的多次重复观测,不仅大幅减少了实验动物使用量,更能获得接近真实生理状态的研究数据。操作过程简便安全,通常在10-30分钟内即可完成实验动物恢复迅速且基本不会产生应激反应,现代设备配备的自动化控制系统和无需电离辐射的特点,进一步确保了操作人员和实验动物的安全。
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小动物光学活体成像系统

小动物光学活体成像系统(Small Animal Optical In Vivo Imaging System)是一种用于对活体小动物(如小鼠、大鼠等)进行非侵入性光学成像的科研设备。它能够在不损伤动物的前提下,实时观察生物体内的分子、细胞和生理过程。


系统原理


小动物光学活体成像主要基于以下两种光学成像技术:


1. 生物发光成像(Bioluminescence Imaging, BLI)

  • 原理:利用荧光素酶(Luciferase)基因标记细胞或生物分子。当荧光素酶与其底物荧光素(Luciferin)反应时,会产生化学发光(波长通常为560-620nm的黄绿光)。

  • 特点:信号来源于活体内部,无需外部激发光源,背景噪音低,灵敏度高。


2. 荧光成像(Fluorescence Imaging)

  • 原理:使用荧光蛋白(如GFP、RFP)或荧光染料标记目标。通过外部特定波长的激发光照射,荧光物质吸收光能后发射出更长波长的荧光信号。

  • 特点:有多种荧光探针可选,可同时标记多个目标,但存在组织自发荧光背景干扰。


技术挑战与解决方案

由于生物组织对光的散射和吸收(特别是血红蛋白对可见光的吸收),成像深度和分辨率受限。系统通常采用:

  • 高灵敏度CCD或CMOS相机检测微弱光信号

  • 暗箱环境减少环境光干扰

  • 图像处理算法进行信号分离和三维重建

  • 近红外荧光探针(NIR, 650-900nm)提高组织穿透深度


主要应用领域


应用领域 具体研究方向
肿瘤学研究:肿瘤生长监测、转移追踪、药物疗效评估、肿瘤微环境研究
感染与免疫:病原体感染过程追踪、免疫细胞动态监测、疫苗研发
基因表达:报告基因表达分析、基因调控研究、转基因动物表型分析
干细胞研究:干细胞移植后的存活、迁移、分化追踪
药物开发:药物靶向性验证、药代动力学研究、药效评估
神经科学:神经回路活动监测、神经退行性疾病研究
心血管疾病:血管生成、血栓形成、心肌梗死模型研究


系统优势


  • 非侵入性:无需处死动物,可长期纵向观察同一动物

  • 高灵敏度:可检测到体内几百个细胞的信号

  • 实时动态:捕捉生理过程的动态变化

  • 成本效益:减少实验动物使用量,获得更完整的时序数据

  • 定量分析:可进行相对定量的光强度测量