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標本成像小編分享活體成像系統生物發光成像原理

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標本成像小編分享活體成像系統生物發光成像原理

發布日期:2020-08-07 作者: 點擊:

標本成像小編分享活體成像系統生物發光成像原理:

活體成像系統生物發光成像是指在小的哺乳動物體內利用報告基因-熒光素酶基因表達所產生的熒光素酶蛋白與其小分子底物熒光素在氧、Mg2+離子存在的條件下消耗ATP發生氧化反應,將部分化學能轉變為可見光能釋放。然后在體外利用敏感的CCD設備形成圖像。熒光素酶基因可以被插入多種基因的啟動子,成為某種基因的報告基因,通過監測報告基因從而實現對目標基因的監測。

生物發光實質是一種化學熒光,螢火蟲熒光素酶在氧化其特有底物熒光素的過程中可以釋放波長廣泛的可見光光子,其平均波長為560nm(460~630nm),這其中包括重要的波長超過600nm的紅光成分。在哺乳動物體內血紅蛋白是吸收可見光的主要成分,能吸收中藍綠光波段的大部分可見光;水和脂質主要吸收紅外線,但其均對波長為590-800nm的紅光至近紅外線吸收能力較差,因此波長超過600nm的紅光雖然有部分散射消耗但大部分可以穿透哺乳動物組織被高靈敏的CCD檢測到。

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活體成像系統生物發光成像的優點是:可以非侵入性,實時連續動態監測體內的各種生物學過程,從而可以減少實驗動物數量,及降低個體間差異的影響;由于背景噪聲低,所以具有較高的敏感性;不需要外源性激發光,避免對體內正常細胞造成損傷,有利于長期觀察;此外還有無放射性等其他優點。

活體成像系統生物發光也有自身的不足之處:例如波長依賴性的組織穿透能力,光在哺乳動物組織內傳播時會被散射和吸收,光子遇到細胞膜和細胞質時會發生折射,而且不同類型的細胞和組織吸收光子的特性也不盡相同,其中血紅蛋白是吸收光子的主要物質;由于是在體外檢測體內發出的信號,因而受到體內發光源位置及深度影響;另外還需要外源性提供各種熒光素酶的底物,且底物在體內的分布與藥動力學也會影響信號的產生;由于熒光素酶催化的生化反應需要氧氣、鎂離子及ATP等物質的參與,受到體內環境狀態的影響。

以上是標本成像小編分享活體成像系統生物發光成像原理,希望可以幫助有所需要的朋友。

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