激光掃描共聚焦顯微鏡原理及應(yīng)用課件

小動(dòng)物活體成像技術(shù)原理及應(yīng)用為什么需要小動(dòng)物活體成像？microPETmicroCTmicroSPECTmicroMRIOpticalbioluminescenceOpticalfluorescence光學(xué)成像

Opticalimaging1.高通量2.無輻射問題3.操作簡(jiǎn)易4.

功能性成像5.

多模式成像

(生物發(fā)光

及熒光

)光學(xué)成像的優(yōu)勢(shì)CCDOpticsBioluminescentSource光學(xué)成像原理-活體成像體內(nèi)光源發(fā)出的光，經(jīng)過散射吸收後到達(dá)表面形成光斑。透過靈敏的光學(xué)元件及CCD，可將光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)成電子信號(hào)，再轉(zhuǎn)換成圖像輸出。FluorescentdyesLabelCellsLabelBacteria+ATPandO2–LivecellsQuantumdotsandNanoparticlesFluorescentProteins+excitationlightsourceLabelProteinsLuciferaseTransfetin Directcell/proteinlabelingImagingBasics–ReporterMoleculesDirectcell/proteinlabelingTransfectionGeneticMarker+D-luciferinsubstrate-90℃-50℃-30℃超高靈敏度CCD—最低的溫度最少的噪音CCD的工作溫度為絕對(duì)-900C（環(huán)境溫度低達(dá)-1200C左右）。CCD噪音主要包括暗電流和讀出噪音，而CCD工作發(fā)熱是暗電流和讀數(shù)噪音的主要來源，工作溫度越低，暗電流越小，讀數(shù)噪音越小，信噪比越高。量子效率(QuantumEfficiency)——發(fā)射出的光子數(shù)量與檢測(cè)器光子數(shù)的比值，用以表訴CCD在不同波長(zhǎng)下的響應(yīng)值

在同一波長(zhǎng)下QE值越高CCD品質(zhì)越好CCD對(duì)于不同波長(zhǎng)的光的響應(yīng)時(shí)間的敏感度不同背照式CCD比前照式CCD有更好的量子效率超高靈敏度CCD—最高的量子效率在光信號(hào)到達(dá)CCD芯片之間的光路上去掉多硅層和二氧化硅層，可大大提高CCD的量子效率，量子效率越高，代表CCD獲取光信號(hào)的能力越強(qiáng)，因此檢測(cè)靈敏度越高。Cooled(absolute-90C)camerawithlargeCCDchipareaforhighsensitivitylightdetectionLowf-numberand

largediameterlensPrecisionfiltersGiveshighsensitivityanduniformlightcollection

超高靈敏度CCD-最高的體內(nèi)檢測(cè)靈敏度Mostsensitivesystemavailable

Resolvesmultiplebioluminescentreporters

DetectsdowntoevenasinglecellinvivoInvivoimagingofs.c.implantedTcellstransducedwithoptimizedfireflyluciferase(left)anda‘single’4T1breastcancercell(right)Singlecell(flux:460-528photons/sec)Rabinovichetal,PNAS,2008Kimetal,PLOs,2010多光譜分離技術(shù)

透射成像技術(shù)

定量標(biāo)準(zhǔn)

定量標(biāo)準(zhǔn)方面：對(duì)于生物發(fā)光信號(hào)定量，IVIS技術(shù)檢測(cè)的數(shù)據(jù)是動(dòng)物體表絕對(duì)發(fā)光量，即單位時(shí)間、單位面積、單位弧度從動(dòng)物體表發(fā)出的絕對(duì)光子數(shù)（photons/sec/cm2/sr），應(yīng)用這種定量標(biāo)準(zhǔn)，可保證研究人員對(duì)不同時(shí)間點(diǎn)或應(yīng)用不同拍攝參數(shù)進(jìn)行成像的結(jié)果具有可比性及可重復(fù)性；對(duì)于熒光信號(hào)定量，IVIS技術(shù)充分考慮到了激發(fā)光的波動(dòng)及激發(fā)區(qū)域的不均勻性等特點(diǎn)，而采用RadiantEfficiency（photons/sec/cm2/sr/uw/cm2）為定量單位，同樣保證了定量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度及重復(fù)性一小時(shí)內(nèi)1500元，一小時(shí)后1000元/小時(shí)；院