扬州神经生物学成像光纤方案

目前大部分高水平的文章还是应用生物发光的方法来研究活的物体动物体内成像。但是，荧光成像有其方便，直观，标记靶点多样和易于被大多数研究人员接受的优点，在一些植物分子生物学研究和观察小分子体内代谢方面也得到应用。对于不同的研究，可根据两者的特点以及实验要求，选择合适的方法。例如利用绿色荧光蛋白和荧光素酶对细胞或动物进行双重标记，用成熟的在体光纤成像记录进行体外检测，进行分子生物学和细胞生物学研究，然后利用生物发光技术进行动物体内检测，进行活的物体动物体内研究。在体光纤成像记录为实现成像，需要将光束聚焦成很小的光点。扬州神经生物学成像光纤方案

在体光纤成像记录应用：1、在体光纤成像记录通过光学记录特定细胞类型在自然状态下的神经活动；2、实时观测动物在进行复杂行为时的神经投射活动；3、阐明特殊的神经环路在动物行为中的作用；4、通过直接观测和投射相关的神经环路的动态活动模式，整机一体化，轻巧便携，集成信号采集与数字同步模块；通道数：默认采样通道数7路，可根据实验需求订制扩展；通过荧光信号强度变化可以很好的表征神经元的活性，并实时监测记录荧光信号强度的方法即光纤记录。广州在体单光纤成像技术方案在体光纤成像记录可以达到很高的分辨率。

在体光纤成像记录系统在成像速度和分辨率方面还存很多不足。在成像系统的传输矩阵测试阶段，必须采用SLM 实现相位调制，而SLM 器件的响应速度比较低，帧率只能达到几百赫兹，一些特殊的器件可以达到20 kHz，但对于像素为100pixel×100pixel的成像区域进行逐点成像，成像速率只能达到2 frame/s，在实际应用中有很大的局限性。SLM 器件的光效率较低，体积较大，不利于系统集成和结构微型化。单光纤成像系统需要预先测定光纤的传输特性(即光纤传输矩阵)，而传输矩阵会受光纤形态(如弯曲、压力和温度)的影响。如果光纤在使用过程中受到外界的扰动，那么传输矩阵会发生变化，对成像产生较大影响。

在体光纤成像记录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。在体光纤成像记录生物医学很多融合因素。

随着荧光标记技术和光学成像技术的发展, 在体生物光学成像（In vivo optical imaging）已经发展 为一项崭新的分子、 基因表达的分析检测技术，在 生命科学、 医学研究及药物研发等领域得到较多应用, 主要分为在体生物发光成像（Bioluminescence imaging，BLI） , 和在体荧光成像，在体光纤成像记录（Fluorescence imaging）两种成像方式。 在体生物发光成像采用荧光素酶基因标记细胞或DNA, 在体荧光成像则采用荧光报告基团, 如绿色荧光蛋白, 红色荧光蛋白等进行标记 ， 利用灵敏的光学检测仪器, 如电荷耦合摄像机 （CCD）, 观测活的物体动物体内疾病的发生的发展、 坏掉的的生长及转移、 基因的表达及反应等生物学过程, 从而监测活的物体生物体内的细胞活动和基因行为。在体光纤成像记录通过一次成像就可获取整个图像。扬州神经生物学成像光纤方案

实时观测动物在进行复杂行为时的神经投射活动。扬州神经生物学成像光纤方案

小动物在体光纤成像记录具有灵敏度高、直观、操作简单、能同时观测多个实验标本，相比 PET、SPECT 无放射损害等优点，但也有其自身的缺陷，例如动物组织对光子吸收、空间分辨率较低等问题，因而仍需不断地完善和改进。小动物活的物体成像按成像性质属于功能成像，如何能更好地与结构成像技术相结合，使实验结果不但能够定量，而且还能精确定位，这是活的物体成像技术今后的发展方向之一。成像技术可以提供的数据有对的定量和相对定量两种。扬州神经生物学成像光纤方案