近红外二区小动物活体荧光成像系统的研制

近年来,小动物活体荧光成像系统被广泛应用于生物医学成像研究.但是,现有的荧光成像系统存在穿透深度有限、图像信噪比低等缺点.因此,利用近红外二区(near-infrared-Ⅱ,NIR-Ⅱ,900—1880 nm)荧光成像技术在生物组织中具有的低吸收、低散射和穿透深度深等优点,研制出一套NIR-Ⅱ小动物活体荧光成像系统,提出了一种荧光图像增强校正方法,并设计生物组织模拟实验和活体动物实验测试该系统的性能和成像效果.实验结果表明,该系统具有穿透深度深、信噪比高、灵敏度高等优点.结合商用的吲哚菁绿试剂和聚集诱导发光染料,该系统可实时监测小鼠体内的血管分布情况,并对深层组织器官进行持续监测,实现活体小鼠清醒状态下的动态监测研究,有助于推动生物医学成像领域的肿瘤研究和药物开发研究等进入一个新阶段.

新时期高校小动物活体光学成像系统的使用及管理

当今生命科学与医学的飞速发展很大程度得益于模式动物可以模拟人体的生理和病理特征。小动物活体光学成像系统作为生物医学和生药学领域的重要研究手段,利用灵敏的光学检测技术,能够对生物体内的细胞/基因行为进行实时、无创监测,对疾病的发生发展、临床诊疗及药物研发具有重要指导价值。“十四五”规划伊始,基础科学研究面临新需求,挑战与机遇并存。以南京大学医药生物技术全国重点实验室配备的小动物活体光学成像系统为例,结合社会发展新形势和疫情防控常态化的现状,首次从仪器使用和仪器管理两方面进行综合性阐述,以期对高校仪器平台中该类仪器的高效利用和规范管理提供新思路。

通过活体动物光学成像系统建立乳腺癌动物模型

目的:通过活体动物光学成像系统建立稳定表达荧光素酶的乳腺癌裸鼠移植瘤模型。方法:用脂质体包裹带有neo抗性基因及荧光素酶报告基因的真核表达质粒pGL4.17[luc2/neo],体外转染人乳腺癌细胞株MCF-7,将获得稳定表达荧光素酶的乳腺癌细胞株(MCF-7-luc)进行皮下接种BALB/c裸鼠及尾静脉接种SCID小鼠,建立BALB/c裸鼠皮下移植瘤模型和SCID小鼠尾静脉移植瘤模型,通过活体成像系统监测体内肿瘤的生长及转移情况。结果:经过筛选得到1个能够用于建立裸鼠皮下移植瘤模型及SCID小鼠尾静脉移植瘤模型的稳定表达荧光素酶的乳腺癌细胞株,并成功建立了乳腺癌裸鼠皮下移植瘤模型及SCID小鼠尾静脉移植瘤模型。结论:通过活体动物光学成像系统成功获得的稳定表达荧光素酶的乳腺癌皮下移植瘤和尾静脉移植瘤模型,为人乳腺癌的相关研究提供了一个直观、方便、灵敏和可靠的平台。

活体动物体内光学成像技术的研究进展及其应用

活体动物体内光学成像是利用基因改构进行内源性成像试剂或外源性成像试剂标记细胞、蛋白或DNA,从而非侵入性地报告小动物体内的特定生物学事件的技术。活体成像可以直观灵敏地监测基因的表达模式、标记和示踪细胞、探讨蛋白间的相互作用,因而这一技术被广泛地用于分析基因的表达模式、评价基因治疗效果、评估肿瘤的发生和转移、监测移植器官等。简要综述了现有活体动物体内光学成像技术的基本原理、技术进展和相关应用。

活体动物体内光学成像技术的研究进展

生物发光和荧光成像作为近年来新兴的活体动物体内光学成像技术,以其操作简便及直观性成为研究小动物活体成像的一种理想方法,在生命科学研究中得以不断发展。利用这种成像技术,可以直接实时观察标记的基因及细胞在活体动物体内的活动及反应。利用光学标记的转基因动物模型可以研究疾病的发生发展过程,进行药物研究及筛选等。本文综述了现有活体动物体内光学成像技术的原理、应用领域及发展前景,比较了生物发光与几种荧光技术的不同特点和应用。

双光子显微镜在小动物活体光学成像中的研究进展

双光子显微镜结合了激光扫描共聚焦显微镜和双光子激发技术。双光子荧光显微镜具有光损伤小、漂白区域小、穿透能力强、高分辨率、荧光收集率高、图像对比度高、可实现暗场成像、适合多标记复合测量等多种特点,可应用于小动物活体光学成像,在肿瘤免疫治疗、基因治疗、干细胞研究、药物筛选与评价、活体脊髓损伤成像等领域研究中有广泛应用。

小动物活体成像系统的使用与维护

阐述小动物活体成像系统的工作原理及主要功能,提出小动物活体成像系统的使用及维护。

多模式小动物活体成像系统在本科生创新实践中的使用与开发

多模式小动物活体成像系统广泛应用于高校科研实验室的活体动物检测研究,为癌症的发生及发展、基因治疗和免疫学及分子生物学等相关研究领域提供直观的活体侦测手段.结合多年的多模式小动物活体成像系统的使用,总结了多模式小动物活体成像系统的使用经验,并探讨了多模式小动物活体成像系统在大学生创新实践中的应用.旨在提高多模式小动物活体成像系统的使用效率,并拓宽多模式小动物活体成像系统的实验资源.

信息化平台在大型仪器小动物活体成像系统管理中的应用

大型仪器在高校教学和科研中发挥着重要作用,信息化平台为高校大型仪器的管理提供了新思路。以大型仪器小动物活体成像系统为例,利用信息化平台进行线上教学,制作虚拟仿真操作训练软件,开发仪器预约管理系统,丰富了大型仪器的培训方式,提高了大型仪器的使用效率,为大型仪器的管理提供参考。

实验性肿瘤细胞转移动物模型的活体成像观察

目的利用小动物活体成像系统观察肿瘤细胞在动物体内的转移情况。方法分别将不同浓度的绿色荧光蛋白（GPF）和荧光素酶（luciferase，Luc）双标的SMMC－7721细胞接种入裸小鼠尾静脉和脾，建立实验性转移动物模型，采用活体成像技术监测不同浓度的细胞在小鼠体内的转移情况，动态观察同一细胞于不同时间点在小鼠体内的转移情况。结果成功建立了尾静脉接种肺转移及脾内接种肝转移的实验性转移动物模型，经小动物活体成像系统检测发现，随着接种细胞浓度的增加，荧光素的表达面积和强度逐渐增加，二者呈正比关系；随着接种时间的延长，荧光素的表达面积和强度逐渐减弱，二者呈成反比关系。结论活体荧光成像系统可较好地观测肿瘤在动物体内深部脏器的转移情况，它将为肿瘤转移机制、抗转移治疗等研究提供有益的帮助。

小动物体内可见光三维成像技术研究进展

活体动物体内可见光成像是采用生物发光和荧光为标记物,利用灵敏的仪器来监控活体动物体内的细胞活动、蛋白表达情况和基因行为。近年来,可见光成像在生物医学的各个方面得到了广泛的应用。随着成像技术和检测仪器的不断发展,现已从平面二维成像逐渐发展为立体三维成像。三维成像技术在靶点的空间定位、与器官的关系,及绝对定量方面都有了很大的进展。本文就三维成像技术的原理、应用和发展前景进行了简要的综述。

光学探针在活体成像中的应用

近年来,随着各种光学探针的不断出现,非侵入性、可实时观测的动物活体光学成像技术迅速发展。该技术能够在不对活体动物造成额外损伤或仅产生微小损伤的前提下研究生理状态下的生物活体,与传统成像技术互补性强,日益收到国内外学者的重视[1]。但小动物活体荧光成像目前仍面临2个主要问题：①不透明的生物组织会吸收、反射和散射光子,并产生强烈的自发光,这些问题都会使信号采集和定量变得困难。

用4.7特斯拉磁共振成像活体内观测豚鼠实验性内淋巴积水

目的探讨用4.7特斯拉试验用磁共振成像系统能否在豚鼠中检测内淋巴积水。方法20只白色或者杂色豚鼠用于该研究。5只正常豚鼠作为对照组,15只豚鼠用于制作内淋巴积水模型。9只内淋巴囊破坏组中的5只和6只内淋巴囊完整组(与乙状窦游离)动物采用gadolinium(Gd)-DTPA-BMA增强MRI检测内淋巴积水。结果由于Gd-DTPA-BMA主要进入鼓阶和前庭阶,耳蜗的三个阶可在所有动物中由MRI清晰显示。在内淋巴囊完整组,内淋巴囊手术后6天MRI即可检测到内淋巴积水,并且由组织学证实。在内淋巴囊破坏组中的1只动物,因内耳屏障的严重破坏而使Gd-DTPA-BMA快速漏入中阶,MRI可检测到该变化,其听力损失为60dB。结论用Gd-DTPA-BMA增强的高分辨MRI可检测出内淋巴积水,有可能对积水程度进行定量测试。在Gd-DTPA-BMA的帮助下,内耳屏障损伤或可能的膜破裂可以被检出。

活体光学成像系统使用管理与维护

活体成像技术是指应用影像学方法,对活体状态下的生物过程进行组织、细胞和分子水平的定性和定量研究的技术。活体光学成像技术作为活体分子成像技术的一种广泛应用于生物医学、药物筛选等领域。活体光学成像系统可以直接监测活体生物体内的细胞活动和基因行为,具有灵敏度高、所得结果直观等优点。文章介绍了两种活体光学成像系统的配置、常用操作规程、维护事项、开放共享和管理等方面,旨在为相关工作人员提供借鉴和参考,从而提升该类设备使用和管理水平、更好服务于教学和科研。

人膀胱肿瘤细胞的荧光标记及其移植模型的整体荧光成像

目的对人膀胱移行细胞癌T24细胞进行荧光标记并建立其可在活体荧光成像系统下直接观察肿瘤生长及转移的简便、可靠的原位移植模型。方法以绿色荧光蛋白作为标记基因导入人类膀胱移行细胞癌T24细胞株中,经梯度浓度G418筛选获得稳定表达绿色荧光蛋白的细胞克隆并扩大培养,然后接种于裸小鼠膀胱壁内及颈部皮下,活体荧光成像系统直接观察肿瘤的生长与转移,并与常规石蜡切片苏木素-伊红(HE)染色比较。结果经绿色荧光蛋白标记的人膀胱肿瘤T24细胞在荧光显微镜下发出绿色荧光,并可在体内、外持续稳定表达。膀胱原位接种5×105个转染后的膀胱肿瘤细胞后1周即可在荧光成像系统下观察到下腹部新生膀胱肿瘤发出绿色荧光,2周后膀胱肿瘤可被触及,4周后经解剖可在荧光成像系统下观察到腹膜后及盆腔淋巴结等远处转移。结论绿色荧光蛋白能够在T24人膀胱肿瘤细胞中长期稳定表达,用绿色荧光蛋白标记的人膀胱肿瘤T24细胞建立的裸鼠原位移植模型为进一步研究膀胱肿瘤提供了一种简便、可行的新方法。

小动物活体体内光学成像技术的应用进展

小动物活体体内光学成像（opticalin vivo imaging,OI）技术是采用生物发光与荧光两种方式,利用高灵敏度的光学检测仪器直接检测动物活体体内的细胞活动和基因行为。利用该技术可以检测活体动物体内肿瘤的生长和转移、炎症的发生、特定基因的表达和药物作用效果等等[1]。OI相对于其它成像方式如计算机断层扫描（CT）、超声（US）、磁共振（MRI）、核素成像（PET/SPECT）而言更加侧重于功能成像[2]。

近红外小动物活体荧光成像系统的研制

小动物活体荧光成像系统是研究现代生物医学的有力手段之一,但是现有的荧光成像系统穿透深度低、信噪比不高,严重制约了荧光成像技术在生物医学中的应用。利用近红外Ⅱ区光(1000～1350nm)在生物组织中的穿透深和成像信噪比高的特点,研制出了一套高性能的近红外小动物活体荧光成像系统。模拟实验表明:该系统具有信噪比高(57dB)和穿透深度深(大于10mm)的特点。通过利用该近红外小动物活体荧光成像系统对静脉注射有Ag2S量子点(荧光发射波长为1200nm)的小鼠进行观察,获得了小鼠全身血管网络及深层组织器官的高分辨率图像。

应用活体内光学成像技术观察裸鼠乳腺癌模型的建立

目的应用活体内光学成像技术观察裸鼠乳腺癌模型的建立。方法将携带荧光素酶（luc）基因的乳腺癌细胞MDA-MB-231一-uc注入裸鼠体内，采用“活体内光学成像系统”观察乳腺癌模型的建立。结果裸鼠乳腺脂肪垫种植MDA—MB-231-luc后原位成瘤，肿瘤的体积和光子数在第2周到第5周时都呈上升趋势；MDA—MB-231-luc细胞尾静脉注射后肿瘤病灶主要位于肺部，左心室注射后可形成全身多发肿瘤病灶。结论活体内光学成像系统能够很好地显示裸鼠乳腺癌原位成瘤和尾静脉注射、左心室注射模拟转移瘤模型体内成瘤的过程。

人前列腺癌PC-3细胞的荧光标记及其脊椎转移动物模型的建立

目的对人前列腺癌PC-3细胞进行绿色荧光蛋白(GFP)标记,并建立其在动物活体荧光成像系统下直接观察肿瘤生长及转移的前列腺癌脊柱转移模型。方法常规肿瘤细胞培养、传代,在细胞状态最佳时以不同病毒感染复数实行GFP慢病毒对PC-3的感染,7 d后在荧光显微镜下观察GFP在PC-3的表达情况。选取感染GFP阳性表达率最高的孔继续扩大培养,然后采用悬液注射于小鼠的下腔静脉,动物活体荧光成像系统下直接观察肿瘤生长及转移,3个月后处死荷瘤鼠,常规石蜡切片苏木素-伊红(HE)染色观察。结果经绿色荧光蛋白标记后人前列腺癌PC-3细胞在荧光显微镜下发出绿光,并可在体内、外持续稳定表达;下腔静脉注射1.5×l06转染后的前列腺癌细胞后1周即可在活体荧光成像系统下观察到腰背部有绿色荧光显像,4周时可见表达绿色荧光的肿瘤增大,肿瘤骨转移率为19%(3/16);3个月后解剖裸鼠可见有3只裸鼠腰椎有肿瘤浸润,与动物活体荧光成像系统结果一致,转移率约为19%(3/16)。结论 GFP慢病毒能够高效标记人前列腺癌PC-3细胞且不影响其生物学特性,并能够持久稳定表达;用绿色荧光蛋白标记的人前列腺癌PC-3细胞成功地建立了裸鼠脊柱骨转移模型,为进一步研究前列腺癌骨转移提供了一种简便、可行的新方法。

河北医科大学第四医院引进小动物活体成像系统

本报讯（通讯员季永超）近日，河北医科大学第四医院实验动物中心引进了小动物活体成像系统。据悉，小动物活体成像技术在基础研究中处于国际领先地位，已成为非常成熟的科学研究5大平台之一。活体动物体内光学成像主要采用生物发光与荧光两种技术。肿瘤学研究中可直接快速地观察各种癌症模型中肿瘤的生长和转移，并可对癌症治疗中癌细胞的变化进行实时观测和评估。活体生物发光成像能够无创伤地定量检测小鼠整体的原位瘤、转移瘤及自发瘤，即使微小的转移灶也能被检测到（可以检测到体内10个细胞的微转移）。河北医科大学第四医院小动物活体成像系统包括拍摄系统、荧光成像系统、多模式成像平台、气麻系统、扩展空间。