在生命科學研究領域，對于疾病的發(fā)生發(fā)展機制的探索、藥物研發(fā)以及基因表達的研究等都離不開先進的研究工具。小動物光學成像系統(tǒng)作為其中一種重要的工具，為科研工作者提供了一種無創(chuàng)傷、實時、動態(tài)的研究手段，在近年來得到了廣泛的應用和快速的發(fā)展。

　　一、原理與分類

　　生物發(fā)光是利用報告基因如熒光素酶等在底物作用下產(chǎn)生發(fā)光信號；熒光則是通過熒光蛋白、熒光染料等標記物在特定波長激發(fā)光作用下發(fā)出熒光信號。根據(jù)成像功能的不同，可分為二維成像系統(tǒng)和三維成像系統(tǒng)。二維成像能夠?qū)鈱W信號進行相對定位和定量，而三維成像則可以更精確地確定信號在動物體內(nèi)的位置、深度和數(shù)量，實現(xiàn)對光學信號的斷層掃描和三維重建。
 

　　二、系統(tǒng)特點

　　基于硬件配置，擁有生物發(fā)光和熒光三維成像功能。這使得它能夠和其它模式的三維影像系統(tǒng)聯(lián)合使用，將不同模式的三維影像進行融合，實現(xiàn)功能性成像與結(jié)構性成像的結(jié)合。
 

　　三、功能

　　該系統(tǒng)具備高靈敏度的生物發(fā)光及熒光二維成像功能，能夠清晰捕捉到微弱的光學信號。同時，其基于切倫科夫輻射原理的放射性同位素成像功能，為研究提供了更多的可能性，實現(xiàn)多模態(tài)信息的整合。它還具備高品質(zhì)濾光片及光譜分離算法，可實現(xiàn)自發(fā)熒光扣除及多探針成像，能夠?qū)π盘栠M行準確的定量分析。
 

　　四、熒光成像解決方案

　　它在具備熒光反射激發(fā)模式的基礎上，開創(chuàng)性地整合了透射激發(fā)模式。通過光纖將光源能量引至實驗動物底部，進行多點透射激發(fā)掃描，在集中激發(fā)能量的同時，減少了自發(fā)背景熒光的產(chǎn)生，解決了深層熒光成像的問題。
       優(yōu)質(zhì)的濾光片配置

　　為了實現(xiàn)最高品質(zhì)的熒光成像性能，該系統(tǒng)配置了豐富且優(yōu)質(zhì)的熒光濾光片。光譜覆蓋從藍光至近紅外光波段的全部區(qū)域，所有濾光片采用硬涂層技術，在保證高透光率（95%以上）的同時具備長壽命耐損傷品質(zhì)。

　　高靈敏度的生物發(fā)光成像

　　實現(xiàn)對以螢火蟲熒光素酶、海腎熒光素酶、細菌熒光素酶等多種熒光素酶為報告探針的發(fā)光信號進行快速準確的成像檢測，使研究者能夠在活體動物水平觀測到低至個位數(shù)級別的細胞信號，有助于盡早地對疾病的發(fā)展進行監(jiān)測和分析。

　　強大的熒光成像性能與光譜分離技術

　　由于配置了豐富且優(yōu)質(zhì)的熒光濾光片，具備強大的光譜分離成像功能，能夠?qū)崿F(xiàn)組織自發(fā)背景熒光的去除，有效提高熒光成像的靈敏度和準確性，并滿足多探針成像的需求。
 

　　五、應用領域

　　疾病研究

　　小動物光學成像系統(tǒng)能夠無創(chuàng)傷地在活體動物水平對疾病的發(fā)生發(fā)展及治療進行長期觀測。例如，在腫瘤研究中，可以實時監(jiān)測腫瘤的生長、轉(zhuǎn)移過程，評估不同治療方法的效果。通過標記腫瘤細胞，觀察其在體內(nèi)的分布和增殖情況，為腫瘤的早期診斷和個性化治療提供依據(jù)。

　　藥物研發(fā)

　　在藥物研發(fā)過程中，該系統(tǒng)可以對藥物的藥效、體內(nèi)分布、代謝等進行評估。通過標記藥物載體，觀察藥物在體內(nèi)的靶向性和釋放情況，優(yōu)化藥物的設計和研發(fā)方案，提高藥物的治療效果和安全性。

　　基因表達研究

　　對于基因的實時表達研究，光學成像系統(tǒng)可以直觀地展示基因在活體動物體內(nèi)的表達情況。通過將報告基因與目標基因相連，觀察報告基因的發(fā)光或熒光信號，了解目標基因的表達調(diào)控機制，為基因治療和遺傳疾病的研究提供重要信息。

 

　　小動物光學成像系統(tǒng)作為生命科學研究的重要工具，以其無創(chuàng)傷、實時、動態(tài)等優(yōu)勢，為疾病研究、藥物研發(fā)和基因表達研究等領域提供了強大的支持。隨著技術的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，相信光學成像系統(tǒng)將在未來的生命科學研究中發(fā)揮更加重要的作用，為人類健康事業(yè)做出更大的貢獻。