汕头神经元光纤成像记录技术原理

单光纤在体光纤成像记录与内窥镜结合，实现了超细内窥。超细内窥镜在一些特殊检测环境（如耳、鼻、心、脑等）中，可实现体内无创伤检查。人体耳蜗在人耳内部深处，由于耳道的结构复杂，很难从耳外观察内部的结构，采用超细内窥镜，可以让内窥镜通过耳道，直接进入耳朵内部，然后对内部结构进行观察。对于人体的细小腔道结构（如血管、乳管和支气管等），在体光纤成像记录以前无法从腔道内部进行检查，只能通过超声B超和医学CT等医学影像技术从体外进行成像，成像分辨率低，而且不能对腔道内部的生物状态进行实时观察。通过超细内窥镜，可以将光纤探头通过导管扩张器直接插入腔道，探头所在位置的图像直接显示到计算机或显示器屏幕上，医生可以直观地进行诊断和分析。在体光纤成像记录标记与药物代谢有关的基因。汕头神经元光纤成像记录技术原理

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。南京钙荧光神经元活动记录技术应用在体光纤成像记录直接标记法不涉及细胞的遗传修饰。

在体光纤成像记录的目的是实时检测细胞的活性变化。基于钙离子浓度变化的荧光成像技术被较多用来记录神经元活性。在体光纤记录方法与传统的在体电生理记录方法有着不同的特点，光纤记录因其稳定、方便、易上手而应用较多。首先，将荧光蛋白表达在特定类型的神经元中，光纤记录可以实现细胞类型特异性的活性检测，而用电生理记录的方法记录特定类型的神经元的活性比较困难。其次，电生理记录容易受到环境中的电信号以及动物的行为动作影响，而光纤记录相对来说有着较强的抗干扰性能。然后，光纤记录相对稳定，可以很容易实现长时程的活性检测，例如动物的整个学习过程，而利用电生理记录实现起来则相对困难。较后，光纤记录用神经元群体的荧光强度变化来表征神经元整体的活性变化，不能反映单个神经元的活性，而电生理记录则能够检测到单个神经元的活性，具有更高的空间分辨率。

在体光纤成像记录的优点及应用：低能量、无辐射、对信号检测灵敏度高、实时监测标记的生物体内细胞活动和基因行为被较多应用于监控转基因的表达、基因疗于、染上的进展、坏掉的的生长和转移、系统移植、毒理学、病毒染上和药学研究中。可见光成像的主要缺点：二维平面成像、不能对的定量。具有标记的较多性，有关生命活动的小分子、小分子药物、基因、配体、抗体等都可以被标记；对于浅部组织和深部组织都具有很高的灵敏度可获得断层及三维信息，实现较精确的定位。在体光纤成像记录释放的光子可被跟闪烁晶体相连的光电倍增管检测到。

在体光纤成像记录直接标记法不涉及细胞的遗传修饰，标价能够在体外培养时主动与细胞结合，也可以将标记直接注射到动物体内，间接标记法，将报告基因引入细胞，并翻译成酶、受体、荧光或生物发光蛋白如果报告基因的表达是稳定的，标记的细胞可以在整个细胞的生命周期中被观察到。由于报告基因通常被传递给后代细胞，因此细胞增殖也能够得到体现。体内标记是指将探针直接注射进入机体，常用的标记方法是静脉注射氧化铁纳米颗粒。光学成像方法可分为基于荧光的方法和基于生物发光的方法。医生可以在体光纤成像记录直观地进行诊断和分析。苏州钙荧光光纤成像记录应用

在体光纤成像记录集成信号采集与数字同步模块。汕头神经元光纤成像记录技术原理

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。汕头神经元光纤成像记录技术原理

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