在体光纤成像记录人类大量的复杂行为主要取决于上千亿个神经元组成的精确神经环路,而神经环路的建立依赖于神经元之间突触连接的形成。突触是神经元交流的关键结构,只有通过突触连接,神经元之间以及神经元和靶向细胞(包括肌肉,腺体分析的细胞)才能有效的传递信号,因此突触连接是神经信息传递的关键结构。当突触的发育或者形成后维持发生异常,将会导致某些神经退行性疾病的发生,比如精神分裂症和自闭症。类似于线虫的模式生物在体光纤成像记录,成像系统需要具备以下几个方面的功能: 线虫对光非常敏感,在进行共聚焦成像时,需要尽量使用低的激发光强度,低激发光带来的荧光信号的降低,获得更高信噪比的图像,要求共聚焦系统具有较高的灵敏度。在体光纤成像记录成像系统是典型的在体荧光成像系统。韶关神经生物学单光纤成像技术服务公司
在体光纤成像记录成像原理荧光物质被激发后所发射的荧光信号的强度在一定的范围内与荧光素的量成线性关系。荧光信号激发系统(激发光源、光路传输组件)、荧光信号收集组件、信号检测以及放大系统。发射的荧光信号的波长范围一般在可见到红外区域的居多。因为光的波长越长对组织的穿透力越强,所以对于能够发射出波长较长的近红外荧光的材料是我们所追求的。目前有很多荧光染料已经商业化,用于对细胞内部的各个细胞器进行染色,呈现出不同波长的发射光,从而有利于对单个生物功能分子的体内连续追踪,详细地记录其生理过程。神经生物学光纤成像服务公司在体光纤成像记录的传感应用也非常具有前途。
在体生物发光成像不需要外部光源激发, 自发荧光少,而在体光纤成像记录,需要特定波长的外部激发光源激发, 自发荧光较多, 故前者比后者灵敏度更高, 在体生物发光断层成像原型系统, 主要由 CCD相机、 固定小动物的支架、 控制装置 (使支架水平运动、 垂直运动或旋转) 、完全密闭的不透光的成像暗箱等组成。将小动物麻醉后固定在支架上, 并置于成像暗箱中, 由控制装置带动支架沿水平方向运动、 垂直方向运动或旋转, 利用相机从多个不同角度和位置对活的物体小动物的生物发光现象进行投影成像 然后将采集到的数据信息传输到计算机中, 并采用特定的图像重建算法定位动物体内的发光光源, 得到活的物体动物体内发光光源的精确位置信息。
在体光纤成像记录在自由活动动物的深部脑区实现光信号记录和神经细胞活性调控;高质量,亚细胞分辨率的成像;多波长成像,实现较多的钙离子成像(GCaMP or RCaMP),和光遗传实验,特定目标光刺激;在体光纤成像系统是模块化设计,使用者拥有很高的灵活性,可以随时根据研究需要对系统进行调整,比如调整光源,波长,滤光片,相机等。在深部脑区选定的特定神经细胞或部分获得连续的实验数据流,然后对单细胞提取密度轨迹。钙离子成像轨迹也可以被同步,与其他行为学实验(摄像拍摄,奖励设备等)同步时间标记。在体光纤成像记录使用者拥有很高的灵活性。
随着荧光标记技术和光学成像技术的发展, 在体生物光学成像(In vivo optical imaging)已经发展 为一项崭新的分子、 基因表达的分析检测技术,在 生命科学、 医学研究及药物研发等领域得到较多应用, 主要分为在体生物发光成像(Bioluminescence imaging,BLI) , 和在体荧光成像,在体光纤成像记录(Fluorescence imaging)两种成像方式。 在体生物发光成像采用荧光素酶基因标记细胞或DNA, 在体荧光成像则采用荧光报告基团, 如绿色荧光蛋白, 红色荧光蛋白等进行标记 , 利用灵敏的光学检测仪器, 如电荷耦合摄像机 (CCD), 观测活的物体动物体内疾病的发生的发展、 坏掉的的生长及转移、 基因的表达及反应等生物学过程, 从而监测活的物体生物体内的细胞活动和基因行为。在体光纤成像记录还应保持标本相对位置和形态的一致。韶关神经生物学单光纤成像技术服务公司
偏振是实现在体光纤成像记录的关键特性之一。韶关神经生物学单光纤成像技术服务公司
单光纤在体光纤成像记录与内窥镜结合,实现了超细内窥。超细内窥镜在一些特殊检测环境(如耳、鼻、心、脑等)中,可实现体内无创伤检查。人体耳蜗在人耳内部深处,由于耳道的结构复杂,很难从耳外观察内部的结构,采用超细内窥镜,可以让内窥镜通过耳道,直接进入耳朵内部,然后对内部结构进行观察。对于人体的细小腔道结构(如血管、乳管和支气管等),以前无法从腔道内部进行检查,只能通过超声B超和医学CT等医学影像技术从体外进行成像,成像分辨率低,而且不能对腔道内部的生物状态进行实时观察。通过超细内窥镜,可以将光纤探头通过导管扩张器直接插入腔道,探头所在位置的图像直接显示到计算机或显示器屏幕上,医生可以直观地进行诊断和分析。韶关神经生物学单光纤成像技术服务公司