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動(dòng)物活體成像技術(shù)(OpticalIn VivoImaging)，是指應(yīng)用影像學(xué)方法，在不損傷動(dòng)物的前提下，對(duì)活體狀態(tài)下的生物過程進(jìn)行組織、細(xì)胞和分子水平的定性和定量研究的技術(shù)。根據(jù)成像原理和技術(shù)手段的不同，活體成像技術(shù)主要分為可見光成像、核素成像、磁共振成像(MRI)、超聲成像和計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)成像五大類。其中，可見光成像又可分為生物發(fā)光和熒光兩種技術(shù)。
1.生物發(fā)光成像技術(shù)
生物發(fā)光成像技術(shù)通過引入特定的熒光素酶基因標(biāo)記細(xì)胞或DNA，利用其產(chǎn)生的蛋白酶與相應(yīng)底物發(fā)生生化反應(yīng)，產(chǎn)生生物體內(nèi)的探針光信號(hào)。這種光信號(hào)可以通過高度靈敏的CCD相機(jī)直接捕捉，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞活動(dòng)和基因行為的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。由于生物發(fā)光是動(dòng)物體內(nèi)的自發(fā)光現(xiàn)象，不需要外界激發(fā)光源，因此具有操作簡單、結(jié)果直觀、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。
2.熒光成像技術(shù)
熒光成像技術(shù)則采用熒光報(bào)告基因(如GFP、RFP)或熒光染料進(jìn)行標(biāo)記，通過外界激發(fā)光源的激發(fā)捕捉發(fā)光信號(hào)。與生物發(fā)光不同，熒光成像需要外界激發(fā)光源，但其熒光信號(hào)更強(qiáng)，適用于更廣泛的標(biāo)記對(duì)象，包括動(dòng)物、細(xì)胞、微生物、基因、抗體、藥物、納米材料等。然而，熒光成像也面臨著非特異性熒光產(chǎn)生的背景噪音問題，這降低了其信噪比和靈敏度。
動(dòng)物活體成像技術(shù)廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)研究及藥物開發(fā)等領(lǐng)域。在腫瘤學(xué)研究中，該技術(shù)可用于觀察腫瘤的生長、轉(zhuǎn)移以及藥物治療效果；在神經(jīng)科學(xué)研究中，可用于追蹤神經(jīng)元的活動(dòng)和連接；在遺傳性疾病研究中，可用于觀察基因在動(dòng)物體內(nèi)的表達(dá)和調(diào)控過程。此外，該技術(shù)還可用于評(píng)估藥物療效、篩選新藥、研究病理生理機(jī)制等。
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