小动物光学成像系统介绍

manwu1211

　　一、技术原理：光与生命的对话
　　以光学信号为媒介，通过检测生物体内荧光标记物或生物自发光（如荧光蛋白、luciferase酶）的分布与强度变化，实现对生理病理过程的可视化。其核心原理包括：

　　激发与发射：特定波长的激发光（如蓝光、绿光）照射动物体表，激活体内荧光标记物，后者释放更长波长的发射光（如红光、近红外光）。
　　深度穿透与信号采集：近红外光（650-900nm）因组织吸收弱、散射少，成为深层组织成像的“优选波段”。高灵敏度电荷耦合器件（CCD）或光子计数相机捕捉微弱信号，结合滤光片分离背景噪声。
　　三维重建与定量分析：通过多角度投影或断层扫描技术，将二维投影数据重构为三维图像，量化荧光强度、位置及动态变化，揭示药物分布、肿瘤生长或基因表达的空间规律。

　　二、系统构成：精密组件的协同舞台
　　一套完整的小动物光学成像系统由五大模块组成：
　　光源与滤光系统：配备卤素灯、LED或激光光源，覆盖宽光谱范围；滤光片组（激发滤片、发射滤片、二向色镜）精准选择波段，消除杂散光干扰。
　　高灵敏探测器：背照明制冷CCD或InGaAs相机，可检测低至单个光子级别的信号，动态范围达4个数量级，捕捉从表皮到深部器官的荧光分布。
　　成像舱与麻醉系统：恒温（30-40℃）成像舱维持动物生理状态，异氟烷麻醉机保障实验过程中动物静止且存活，避免运动伪影。
　　控制与分析软件：集成光路校准、曝光优化、三维重建及定量分析功能，支持实时显示、电影拍摄与数据导出，实现“一键式”全流程操作。
　　辅助模块：反射成像模式（生物自发光）与荧光断层成像模式（深度定量）可切换，部分系统还配备X光或CT模块，实现多模态融合成像。