在生命科學(xué)研究領(lǐng)域，對(duì)于疾病的發(fā)生發(fā)展機(jī)制的探索、藥物研發(fā)以及基因表達(dá)的研究等都離不開先進(jìn)的研究工具。小動(dòng)物光學(xué)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(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的研究手段，在近年來得到了廣泛的應(yīng)用和快速的發(fā)展。

　　一、原理與分類

　　生物發(fā)光是利用報(bào)告基因如熒光素酶等在底物作用下產(chǎn)生發(fā)光信號(hào)；熒光則是通過熒光蛋白、熒光染料等標(biāo)記物在特定波長激發(fā)光作用下發(fā)出熒光信號(hào)。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(xué)信號(hào)進(jìn)行相對(duì)定位和定量，而三維成像則可以更精確地確定信號(hào)在動(dòng)物體內(nèi)的位置、深度和數(shù)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)光學(xué)信號(hào)的斷層掃描和三維重建。
 

　　二、系統(tǒng)特點(diǎn)

　　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(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)功能性成像與結(jié)構(gòu)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(xué)信號(hào)。同時(shí)，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(shí)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(shí)現(xiàn)自發(fā)熒光扣除及多探針成像，能夠?qū)π盘?hào)進(jìn)行準(zhǔn)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(chǔ)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(shí)驗(yàn)動(dòng)物底部，進(jìn)行多點(diǎn)透射激發(fā)掃描，在集中激發(fā)能量的同時(shí)，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(shí)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(lán)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(shù)，在保證高透光率（95%以上）的同時(shí)具備長壽命耐損傷品質(zhì)。

　　高靈敏度的生物發(fā)光成像

　　實(shí)現(xiàn)對(duì)以螢火蟲熒光素酶、海腎熒光素酶、細(xì)菌熒光素酶等多種熒光素酶為報(bào)告探針的發(fā)光信號(hào)進(jìn)行快速準(zhǔn)確的成像檢測，使研究者能夠在活體動(dòng)物水平觀測到低至個(gè)位數(shù)級(jí)別的細(xì)胞信號(hào)，有助于盡早地對(duì)疾病的發(fā)展進(jìn)行監(jiān)測和分析。

　　強(qiáng)大的熒光成像性能與光譜分離技術(shù)

　　由于配置了豐富且優(yōu)質(zhì)的熒光濾光片，具備強(qiáng)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(zhǔn)確性，并滿足多探針成像的需求。
 

　　五、應(yīng)用領(lǐng)域

　　疾病研究

　　小動(dòng)物光學(xué)成像系統(tǒng)能夠無創(chuàng)傷地在活體動(dòng)物水平對(duì)疾病的發(fā)生發(fā)展及治療進(jìn)行長期觀測。例如，在腫瘤研究中，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測腫瘤的生長、轉(zhuǎn)移過程，評(píng)估不同治療方法的效果。通過標(biāo)記腫瘤細(xì)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(gè)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(duì)藥物的藥效、體內(nèi)分布、代謝等進(jìn)行評(píng)估。通過標(biāo)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(shè)計(jì)和研發(fā)方案，提高藥物的治療效果和安全性。

　　基因表達(dá)研究

　　對(duì)于基因的實(shí)時(shí)表達(dá)研究，光學(xué)成像系統(tǒng)可以直觀地展示基因在活體動(dòng)物體內(nèi)的表達(dá)情況。通過將報(bào)告基因與目標(biāo)基因相連，觀察報(bào)告基因的發(fā)光或熒光信號(hào)，了解目標(biāo)基因的表達(dá)調(diào)控機(jī)制，為基因治療和遺傳疾病的研究提供重要信息。

 

　　小動(dòng)物光學(xué)成像系統(tǒng)作為生命科學(xué)研究的重要工具，以其無創(chuàng)傷、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)等優(yōu)勢，為疾病研究、藥物研發(fā)和基因表達(dá)研究等領(lǐng)域提供了強(qiáng)大的支持。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，相信光學(xué)成像系統(tǒng)將在未來的生命科學(xué)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(xiàn)。