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小动物活体成像的应用

勤翔科学仪器

2022/07/27 09:43

阅读：111

概述

‍小动物活体成像技术因具有直接观测、可同时观测多个实验动物，对同一个研究个体可进行长时间反复跟踪成像又不需杀死动物等优点，故被广泛应用于生命科学研究领域。目前，小动物活体成像主要采用生物发光和荧光两种技术。

原理

生物发光通过转基因技术，将荧光素酶基因标记受体细胞或DNA，利用其产生的蛋白酶与相应的底物发生生化反应，在生物体内产生光信号(自发光，其信号的发射不需要外部光源激发)。

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（生物发光技术原理）

荧光技术采用荧光报告基因( GFP、RFP)或荧光染料进行标记，利用报告基因产生荧光蛋白或染料产生的荧光，在生物体内形成光源(需要外部能量激发)。

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（荧光技术原理）

名称

优点

缺点

生物发光

①极高灵敏度;②低背景;③方便、成本低。

①标记手段和标记物单一;②低空间分辨率;③作用时间短。

荧光技术

①高灵敏度;②标记物选择多，标记方式更灵活;③方便、成本低。

①相对低空间分辨率;②荧光染料可能有毒性。

应用

小动物活体成像技术广泛应用于包括癌症、炎症、免疫疾病、神经疾病、心血管疾病、代谢疾病、新药研发等各个研究领域。

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（肺癌转移模型）（炎症小鼠模型检测）

举例：

1.不同治疗方案对小鼠结肠癌腹腔转移模型的效果比较

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2.皮肤移植（干细胞治疗）领域的应用

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（表皮移植4天后，IVScope 8500成像，曝光时间5min）

3.肺肿瘤研究领域的应用

4周龄雌性Nod/Scid免疫缺陷小鼠，尾静脉注射A549肺癌细胞，5周后用IVScope 8200系统检测，检测前10min腹腔注射底物荧光素，并注射4%水合氯醛麻醉。

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（曝光5min）（曝光5min）

4.不同部位肿瘤模型鉴定

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生物发光成像（脏器）生物发光成像（颅内）生物发光成像（皮下）

5.荧光标记物示踪（Ex735/Em810荧光通道）

DiR染料标记293细胞，尾静脉注射后拍摄（左右二列间隔半小时拍摄；第一行均为对照组，第二行均为实验组）

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实验组解剖后拍摄（肝脏、肺、脾脏有明显信号）

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6.视神经损伤模型鉴定

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（左对照组；右实验组）（左对照组；右实验组）

7.肿瘤模型构建（生物发光）

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8.脑胶质瘤模型的鉴定

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（左对照组；右实验组）

勤翔小动物活体成像系统

IVScope8000系列小动物活体成像系统,是上海勤翔推出的超高灵敏度、多功能活体成像系统。它采用一级背部感光薄化超低温CCD相机、搭配特殊设计的暗箱、自动加热样品台及专业的图像处理软件等，能满足客户的多种实验需求。

硬件特色

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①可选配薄化背照式制冷CCD相机，量子效率最高可达95%；

②CCD相机最低制冷温度可达-100℃；

③F0.8超大光圈，保证足够进光量，确保微弱信号也能捕捉到；

④隔绝外界光线的封闭暗箱设计，在正常实验室光照条件下即可成像；

⑤6组荧光光源和滤光片组合可供选择，最多能够同时装载5组。观测范围涵盖了紫外、可见光及近红外波段，使得市面上几乎所有的荧光染料都可以使用。

⑥电动升降样品台，3档位置可调，满足不同视野大小的成像要求。最多可以同时满足5只小鼠的成像需求；

⑦样品台具有恒温加热功能，最大程度保证所有实验数据是在小动物的正常生理状态下测得；

⑧可选配气体麻醉系统，方便实验操作；

⑨支持外接980nm/808nm激光器，搭配鹅颈管支架，满足用户对于上转换荧光实验的需求。

软件特色

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（小动物活体成像系统软件界面）

①实时监控：可通过预览功能在软件窗口对样品进行实时检测；

②图像连续采集：通过软件设置曝光时间和连续帧数，连续拍摄一组图像而不会错过短暂荧光或生物发光信号，拍摄结果自动保存；

③图像编辑：具有图像的旋转、裁剪、反色等处理功能，进行图像优化处理；

④伪彩叠加：调色板色彩丰富，让用户可根据自己的使用习惯叠加伪彩，从而大大增加肉眼对灰阶图像的视觉分辨能力；

⑤软件算法强大：可对ROI区域进行分析，并具有图像批处理功能；

⑥预置拍摄参数：自动保存及读取拍摄参数，避免拍摄时重复设置参数；

⑦ 模块控制功能：可通过电脑实现对系统每个模块的控制，包括对升降台、荧光系统和滤镜轮的控制；

⑧支持以动态视频形式输出实验结果。

助力科研-IVScope客户应用论文

1.Near-Infrared Light-Controlled and Real-Time Detection of OsteogenicDifferentiation in Mesenchymal Stem Cells by Upconversion Nanoparticles for Osteoporosis Therapy.doi. org/10.1021/acsnano.2c02900

2.Near-Infrared Light-Controlled Activation of Adhesive Peptides Regulates Cell Adhesion and Multidifferentiation in Mesenchymal Stem Cells on an Up-Conversion Substrate.doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c04534

3.A novel near-infrared xanthene-based fluorescent probe for detection of thiophenpl in vitro and in vivo.doi:10.1039 /d0nj03370g 4.A near-infrared phosphorescent iridium(Ⅲ)complex for fast and time-resolved detection of cysteine and homocystenine. doi:10.1039/C8AN01107A

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5.A Near-Infrared Xanthene Fluorescence Probe for Monitoring Peroxynitrite in Living Cells and Mouse Inflammation Model.doi:10.1039/C8AN01107A

6.Development of near-infrared xanthene fluorescence probe for the hinghly selective and sentive detection of cysteine. doi:10.1016/j.dyepig.2019.107563

7.A time-resolved near-infrared phosphorescent iridium(Ⅲ) complex for fast anf highly specific peroxynitrite detection and bioimaging applications.doi:10.1039/c9tb01673b

8.pH-responsive delivery of H2 through ammonia borane-loaded mesoporous silica nanoparticles improves recovery after spinal cord injury by moderating oxidative stress and regulating microglial polarization.Regenerative Biomaterials,doi.org/10.1093/rb/rbab058