在體光纖成像記錄人類大量的復雜行為主要取決于上千億個神經元組成的精確神經環(huán)路，而神經環(huán)路的建立依賴于神經元之間突觸連接的形成。突觸是神經元交流的關鍵結構，只有通過突觸連接，神經元之間以及神經元和靶向細胞（包括肌肉，腺體分析的細胞）才能有效的傳遞信號，因此突觸連接是神經信息傳遞的關鍵結構。當突觸的發(fā)育或者形成后維持發(fā)生異常，將會導致某些神經退行性疾病的發(fā)生，比如精神分裂癥和自閉癥。類似于線蟲的模式生物在體光纖成像記錄，成像系統(tǒng)需要具備以下幾個方面的功能： 線蟲對光非常敏感，在進行共聚焦成像時，需要盡量使用低的激發(fā)光強度，低激發(fā)光帶來的熒光信號的降低，獲得更高信噪比的圖像，要求共聚焦系統(tǒng)具有較高的靈敏度。在體光纖成像記錄成像系統(tǒng)是典型的在體熒光成像系統(tǒng)。連云港在體實時監(jiān)測成像光纖網站

在體光纖成像記錄熒光素酶的每個催化反應只產生一個光 子 , 通常肉眼無法直接觀察到, 而且光子在強散射性的生物組織中傳輸時, 將會發(fā)生吸收、 散射、 反射、 透射等大量光學行為 。 因此，必須采用高 靈敏度的光學檢測儀器（ 如CCD camera）采集并定量檢測生物體內所發(fā)射的光子數(shù)量, 然后將其轉換成圖像， 在體生物發(fā)光成像中的發(fā)光光譜范圍通常為可見光到 近紅外光波段, 哺乳動物體內血紅蛋白主要吸收可見光, 水和脂質主要吸收紅外線, 但對波長為 590~1500nm的紅光至近紅外線吸收能力則較差， 因此, 大部分波長超過600nm的紅光, 經過散射、吸收后能夠穿透哺乳動物組織, 被生物體外的高靈敏光學檢測儀器探測到, 這是在體生物發(fā)光成像的理論基礎。上海在體光纖成像記錄原理在體光纖成像記錄光源的發(fā)光強度隨深度增加而衰減。

動物體內很多物質在受到激發(fā)光激發(fā)后，會發(fā)出熒光，產生的非特異性熒光會影響到檢測靈敏度。背景熒光主要是來源于皮毛和血液的自發(fā)熒光，皮毛中的黑色素是皮毛中主要的自發(fā)熒光源，其發(fā)光光線波長峰值在 500 一 520 nm 左右，在利用綠色熒光作為成像對象時，影響較為嚴重，產生的非特異性熒光會影響到檢測靈敏度和特異性。動物尿液或其他雜質如沒有及時打掃，成像中也會出現(xiàn)非特異性信號。由于各廠商的圖像分析軟件不同，實驗數(shù)據(jù)分析方法也有區(qū)別?；畹奈矬w成像系統(tǒng)使用時，實驗者考慮到非特異性雜信號，以及成像圖片美觀等方面，可能會調節(jié)信號的閾值，因此在在體光纖成像記錄分析信號光子數(shù)或信號面積時，應考慮閾值的改變對實驗結果的影響。正確選擇 ROI 區(qū)域，可提高分析實驗數(shù)據(jù)的準確性。

在體光纖成像記錄科研人員從光源掃描方式、光束偏轉方式和重建算法等方面開展研究。采用一個點陣光源，用電控的方法掃描不同方向的光束。與現(xiàn)有的振鏡掃描系統(tǒng)相比，該方法結構緊湊，掃描速度快，可以實現(xiàn)系統(tǒng)集成。利用聲光偏轉器件可實現(xiàn)光束偏轉，并結合波導器件實現(xiàn)多模光纖成像。對于單光纖成像系統(tǒng)，盡管實際測量時只需拍攝一次圖像，但在傳輸矩陣的構建、相位場的計算以及圖像重建過程中，計算量大、計算時間長，因此新的算法也在不斷被研究。目前單光纖成像技術水平與實際應用需求之間還有較大距離，但成像方法和關鍵部件技術的快速進步為將來實現(xiàn)小型化、全固態(tài)和算法嵌入提供了有力支持。有關生命活動的小分子在體光纖成像記錄等都可以被標記。

根據(jù)在體光纖成像記錄成像方式的不同, 在體生物發(fā)光成像主要有生物發(fā)光成像,和生物發(fā)光斷層成像兩種。其中,輸出是二維圖像, 即生物體外探測器上采集的光學信號，其原理簡單、 使用方便快捷, 適用于 定性分析及簡單的定量計算, 但無法獲得生物體內發(fā)光光源的深度信息, 難以實現(xiàn)光源的準確定位。 而成像系統(tǒng)則利用 多個生物體外探測器上采集的光學信號, 根據(jù)斷層成像的原理, 采用特定的 反演算法 ，得到活的物體小動物體 內發(fā)光光源的精確位置信息。目前, BLT的光源定位和生物組織光學特性參數(shù)的反演問題 已經成為國內外在體生物光學成像研究的重點和難點之一, 但還限于于實驗室研究階段, 沒有達到臨床實驗的階段, 所 以尚未有成熟的成像系統(tǒng)?；谠隗w光纖成像記錄在使用中必須彎曲和移動。連云港在體實時監(jiān)測成像光纖網站

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在體光纖成像記錄的優(yōu)點可以非侵入性，實時連續(xù)動態(tài)監(jiān)測體內的各種生物學過程，從而可以減少實驗動物數(shù)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(fā)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(yōu)點。然而生物發(fā)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(fā)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(fā)出的信號，因而受到體內發(fā)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(huán)境狀態(tài)的影響。連云港在體實時監(jiān)測成像光纖網站