活體動(dòng)物體內(nèi)光學(xué)成像主要采用生物發(fā)光與熒光兩種技術(shù),。生物發(fā)光是用熒光素酶基因標(biāo)記細(xì)胞或DNA,,而熒光技術(shù)則采用熒光報(bào)告基團(tuán)進(jìn)行標(biāo)記。利用一套非常靈敏的光學(xué)檢測(cè)儀器,,讓研究人員能夠直接監(jiān)控活體生物體內(nèi)的細(xì)胞活動(dòng)和基因行為,。通過(guò)這個(gè)系統(tǒng),可以觀(guān)測(cè)活體動(dòng)物體內(nèi)腫瘤的生長(zhǎng)及轉(zhuǎn)移,、感染性疾病發(fā)展過(guò)程,、特定基因的表達(dá)等生物學(xué)過(guò)程。傳統(tǒng)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)方法需要在不同的時(shí)間點(diǎn)宰殺實(shí)驗(yàn)動(dòng)物以獲得數(shù)據(jù),得到多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,。相比之下,,可見(jiàn)光體內(nèi)成像通過(guò)對(duì)同一組實(shí)驗(yàn)對(duì)象在不同時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行記錄,跟蹤同一觀(guān)察目標(biāo)(標(biāo)記細(xì)胞及基因)的移動(dòng)及變化,,所得的數(shù)據(jù)更加真實(shí)可信,。另外,這一技術(shù)對(duì)腫瘤微小轉(zhuǎn)移灶的檢測(cè)靈敏度*,不涉及放射性物質(zhì)和方法,非常安全,。因其操作極其簡(jiǎn)單,、所得結(jié)果直觀(guān)、靈敏度高等特點(diǎn),在剛剛發(fā)展起來(lái)的幾年時(shí)間內(nèi),,已廣泛應(yīng)用于生命科學(xué),、醫(yī)學(xué)研究及藥物開(kāi)發(fā)等方面。
熒光發(fā)光是通過(guò)激發(fā)光激發(fā)熒光基團(tuán)到達(dá)高能量狀態(tài),,而后產(chǎn)生發(fā)射光,。常用的有綠色熒光蛋白(GFP)、紅色熒光蛋白DsRed及其它熒光報(bào)告基團(tuán),,標(biāo)記方法與體外熒光成像相似,。熒光成像具有費(fèi)用低廉和操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。同生物發(fā)光在動(dòng)物體內(nèi)的穿透性相似,,紅光的穿透性在體內(nèi)比藍(lán)綠光的穿透性要好得多,,近紅外熒光為觀(guān)測(cè)生理指標(biāo)的*。
雖然熒光信號(hào)遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于生物發(fā)光,,但非特異性熒光產(chǎn)生的背景噪音使其信噪比遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于生物發(fā)光,。雖然許多公司采用不同的技術(shù)分離背景光,但是受到熒光特性的限制,,很難*消除背景噪音,。這些背景噪音造成熒光成像的靈敏度較低。目前大部分高水平的文章還是應(yīng)用生物發(fā)光的方法來(lái)研究活體動(dòng)物體內(nèi)成像,。但是,,熒光成像有其方便,便宜,,直觀(guān),,標(biāo)記靶點(diǎn)多樣和易于被大多數(shù)研究人員接受的優(yōu)點(diǎn),,在一些植物分子生物學(xué)研究和觀(guān)察小分子體內(nèi)代謝方面也得到應(yīng)用。對(duì)于不同的研究,,可根據(jù)兩者的特點(diǎn)以及實(shí)驗(yàn)要求,選擇合適的方法,。最近許多文獻(xiàn)報(bào)道的實(shí)驗(yàn)中,,利用綠色熒光蛋白和熒光素酶對(duì)細(xì)胞或動(dòng)物進(jìn)行雙重標(biāo)記,用成熟的熒光成像技術(shù)進(jìn)行體外檢測(cè),,進(jìn)行分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)研究,;然后利用生物發(fā)光技術(shù)進(jìn)行動(dòng)物體內(nèi)檢測(cè),進(jìn)行活體動(dòng)物體內(nèi)研究,。
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