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揭秘小動(dòng)物活體光學(xué)成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理

更新時(shí)間:2024-09-24      點(diǎn)擊次數(shù):1613
  小動(dòng)物活體光學(xué)成像系統(tǒng)是一種先進(jìn)的科研工具,系統(tǒng)利用生物發(fā)光和熒光技術(shù),通過(guò)高靈敏度的制冷CCD相機(jī)配合特制的成像暗箱和圖像處理軟件,使研究人員能夠直接監(jiān)控活體生物體內(nèi)的細(xì)胞活動(dòng)和基因行為;廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)研究及藥物開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域。
  小動(dòng)物活體光學(xué)成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理主要基于生物發(fā)光和熒光兩種技術(shù)。以下是這兩種技術(shù)的具體介紹:
  1.生物發(fā)光技術(shù)
  標(biāo)記細(xì)胞或DNA:通過(guò)將熒光素酶基因整合到細(xì)胞染色體DNA上,當(dāng)存在其底物熒光素時(shí),即可在幾分鐘內(nèi)產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象。
  發(fā)光原理:熒光素酶在ATP及氧氣的存在條件下催化熒光素的氧化反應(yīng)而發(fā)光,這種光只有在活細(xì)胞內(nèi)存在,且光的強(qiáng)度與標(biāo)記細(xì)胞的數(shù)目線性相關(guān)。
  優(yōu)點(diǎn):非侵入性、實(shí)時(shí)連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)體內(nèi)的各種生物學(xué)過(guò)程,減少實(shí)驗(yàn)動(dòng)物數(shù)量及降低個(gè)體間差異的影響,背景噪聲低,具有較高的敏感性。
  2.熒光技術(shù)
  標(biāo)記方法:采用熒光報(bào)告基團(tuán)進(jìn)行標(biāo)記。
  激發(fā)發(fā)射:通過(guò)激發(fā)光激發(fā)熒光基團(tuán)到達(dá)高能量狀態(tài)后產(chǎn)生發(fā)射光,常用的有綠色熒光蛋白(GFP)、紅色熒光蛋白DsRed及其它熒光報(bào)告基團(tuán)。
  特點(diǎn):費(fèi)用低廉、操作簡(jiǎn)單,但信噪比較低,非特異性熒光產(chǎn)生的背景噪音使其靈敏度較低。

 

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