可定量的荧光和生物发光成像

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小动物活体荧光成像生物发光实验步骤

小动物活体荧光成像生物发光实验步骤随着生物学技术的不断发展，活体荧光成像技术已经成为了研究生物体内生物学过程的重要手段之一。

通过活体荧光成像技术，研究人员可以实时观察到小动物体内的生物发光信号，揭示生物体内的分子过程和疾病发生的机制。

以下是一般小动物活体荧光成像生物发光实验的步骤，供感兴趣的研究人员参考。

实验材料准备1. 小动物：选择适合的实验小动物，例如小鼠或斑马鱼等。

2. 荧光成像仪：选择适合的活体荧光成像仪器，以保证实验成像的清晰度和准确性。

3. 示踪剂：根据实验需要选择合适的荧光示踪剂，例如荧光蛋白或荧光染料等。

4. 外源激发源：准备合适的外源激发源，用于激发小动物体内的荧光信号。

实验操作步骤1. 实验前准备：将实验用小动物按照规定的操作流程进行麻醉或固定，以保证实验操作的安全性和准确性。

2. 示踪剂注射：根据实验设计，将选定的荧光示踪剂通过适当的途径注入小动物体内，可以是静脉注射、腹腔注射等。

3. 示踪剂激发：在示踪剂注射后，根据实验需要，使用外源激发源对小动物体内的荧光示踪剂进行激发，激发的光源要根据示踪剂的激发波长进行选择。

4. 荧光成像：使用荧光成像仪器对小动物体内的荧光信号进行实时观测和成像，在观测过程中要注意调节成像仪器的参数，以保证成像的清晰度和信号的准确性。

5. 数据分析：实时观测并记录荧光成像的数据，根据实验设计进行数据分析和结果统计，揭示小动物体内的生物发光信号的分布和强度变化。

注意事项1. 实验操作要严格按照规定的操作流程进行，确保实验的准确性和可重复性。

2. 在注射示踪剂和激发荧光信号的过程中，需要注意对小动物的生理状况和实验操作的影响，以减少对小动物的伤害和干扰。

3. 荧光成像过程中要注意对成像仪器的参数进行调节，以获得清晰准确的荧光信号成像数据。

4. 在数据分析过程中，要根据实验设计进行结果的统计和分析，确保实验结果的科学性和可信度。

5. 实验结束后要对小动物进行恢复和护理，确保小动物的健康和安全。

生物荧光成像技术的应用

生物荧光成像技术的应用生物荧光成像技术是一种以生物发光现象作为特定研究对象的方法。

它通过利用生物分子的自然或人工的荧光发射来实现对生物体内部或外部事件的监测和研究。

该技术在生命科学领域中具有广泛的应用，如生物医学研究、药物开发、疾病诊断和显微成像等方面。

一、生物荧光成像技术在生命科学研究中的应用生物荧光成像技术在生命科学研究中发挥着重要作用。

例如，在细胞实验中，研究人员可以通过标记细胞内的特定蛋白质或分子，利用荧光探针识别这些标记物，从而了解细胞的生理和功能状态。

同时，生物荧光成像技术还可以用于观察细胞内分子的动态变化，例如钙离子水平的变化、物质的转运和代谢过程等。

二、生物荧光成像技术在药物开发中的应用生物荧光成像技术在药物开发过程中起到了至关重要的作用。

通过标记药物分子或靶向分子，荧光成像技术可以用于观察药物在生物体内的分布、代谢和清除过程，从而评估其药代动力学特性。

此外，荧光成像技术还可以用于筛选药物靶点、评估药效和副作用，加速药物开发过程并提高疗效。

三、生物荧光成像技术在疾病诊断中的应用生物荧光成像技术在疾病诊断中具有广阔的应用前景。

例如，在肿瘤研究中，研究人员可以利用荧光染料标记肿瘤细胞，通过荧光成像技术实现早期肿瘤的检测和定位。

此外，生物荧光成像技术还可以用于观察疾病相关标记物在体内的分布和表达水平，为疾病的诊断和治疗提供重要的依据。

四、生物荧光成像技术在显微成像中的应用生物荧光成像技术在显微成像领域具有显著的优势。

与传统显微镜相比，生物荧光成像技术通过标记特定的生物分子，可以在活体组织中进行非侵入性、高分辨率的成像。

这意味着研究人员可以直观地观察和分析生物分子在细胞和组织水平上的表达和相互作用，进一步深入了解生物学过程。

综上所述，生物荧光成像技术在生命科学领域中扮演着重要的角色。

它不仅为研究人员提供了一种直观、高效、非侵入性的研究手段，也为药物开发和疾病诊断提供了新的思路和方法。

随着技术的不断进步和发展，相信生物荧光成像技术将在未来的生命科学研究中发挥越来越重要的作用，为人类的健康事业做出更大的贡献。

PerkinElmer IVIS小动物活体光学成像系统的特点和优势

IVIS小动物活体光学成像系统的特点和优势1、公共平台性成像系统随着IVIS成像技术的发展和成熟，研究者已通过生物发光或荧光标记技术对多种研究对象进行标记，如肿瘤细胞、免疫细胞、干细胞、基因、细菌、病毒、多肽、抗体、纳米材料、药物等等。

因此，应用IVIS成像系统进行的研究已涉及生物学的各个领域，包括癌症、干细胞、细菌及病毒、炎症、免疫疾病、神经疾病、心血管疾病、代谢疾病、基因治疗、新药研发等等。

总而言之，IVIS成像系统可作为公共平台性设备，满足不同领域不同课题组的研究需求，实现从宏观（如在活体水平对疾病整体发展过程的观测）到微观（如在活体水平对细胞动态变化及基因表达的实时观测）的系统性研究。

2、集多种成像模式于一体随着活体成像技术的发展，越来越多的研究人员开始将多种成像模式联合使用，以期达到更全面深入地研究生物学现象的目的。

IVIS系列成像系统包含IVIS Lumina系列、IVIS Spectrum、IVIS Quantum FX μCT及IVIS Spectrum CT。

IVIS Lumina系列成像系统同时具备白光、极高灵敏度的生物发光、强大的荧光及切伦科夫辐射成像等多模式二维成像功能，其中Lumina XR系统在具备上述功能的基础上，还增加了X光成像功能，使研究人员在获取二维光学信号的同时，能够进行二维结构学的辅助定位。

IVIS Spectrum除了具备上述的二维成像功能外（X 光除外），还具备独一无二的三维生物发光及荧光成像功能，使研究者能够洞悉体内的真实三维信号，另外，Spectrum还能与IVIS Quantum FX μCT联合使用，从而将3D功能学信息与CT结构学信息进行融合。

IVIS Spectrum CT是对Spectrum的完美升级，是在Spectrum的功能基础上整合了高性能的CT成像功能，实现了将功能学成像与结构学成像在同一个仪器上的完美整合。

基于IVIS系统的上述成像功能，研究人员既可单独使用某种功能进行成像，又可同时利用多种功能进行复合成像。

小动物活体成像的原理及区别

小动物活体成像的原理及特点小动物活体成像主要采用生物发光（bioluminescence）与荧光（fluorescence）两种技术。

生物发光是用荧光素酶（Luciferase）基因标记细胞或DNA，而荧光技术则采用荧光报告基团（GFP、RFP, Cyt及dyes等）进行标记。

利用一套非常灵敏的光学检测仪器，让研究人员能够直接监控活体生物体内的细胞活动和基因行为。

通过这个系统，可以观测活体动物体内肿瘤的生长及转移、感染性疾病发展过程、特定基因的表达等生物学过程。

传统的动物实验方法需要在不同的时间点宰杀实验动物以获得数据, 得到多个时间点的实验结果。

相比之下，可见光体内成像通过对同一组实验对象在不同时间点进行记录，跟踪同一观察目标（标记细胞及基因）的移动及变化，所得的数据更加真实可信。

另外, 这一技术对肿瘤微小转移灶的检测灵敏度极高，不涉及放射性物质和方法, 非常安全。

因其操作极其简单、所得结果直观、灵敏度高等特点, 在刚刚发展起来的几年时间内，已广泛应用于生命科学、医学研究及药物开发等方面。

一、技术原理1. 标记原理哺乳动物生物发光，是将Fluc基因整合到细胞染色体DNA上以表达荧光素酶，当外源（腹腔或静脉注射）给予其底物荧光素（luciferin），即可在几分钟内产生发光现象。

这种酶在ATP 及氧气的存在条件下，催化荧光素的氧化反应才可以发光，因此只有在活细胞内才会产生发光现象，并且光的强度与标记细胞的数目线性相关。

对于细菌，lux操纵子由编码荧光素酶的基因和编码荧光素酶底物合成酶的基因组成，带有这种操纵子的细菌会持续发光，不需要外源性底物。

基因、细胞和活体动物都可被荧光素酶基因标记。

标记细胞的方法基本上是通过分子生物学克隆技术, 将荧光素酶的基因插到预期观察的细胞的染色体内，通过单克隆细胞技术的筛选, 培养出能稳定表达荧光素酶的细胞株。

目前, 常用的细胞株基本上都已标记好, 市场上已有销售。

生物发光技术在荧光成像和分析中的应用前景

生物发光技术在荧光成像和分析中的应用前景近年来，生物发光技术在荧光成像和分析领域取得了巨大的发展，并且在生物医学、生命科学及化学领域中展现出了广阔的应用前景。

生物发光技术以其高度敏感、无损伤、高时空分辨率等优点，成为了生物学研究中不可或缺的重要工具之一。

本文将探讨生物发光技术在荧光成像和分析中的应用前景，并分析其存在的挑战和发展方向。

生物发光技术在荧光成像方面的应用非常广泛。

通过利用荧光探针和生物体的发光属性，可以实现对生物体内各种生理过程的高效监测和可视化。

例如，生物发光技术可以用于细胞内信号转导通路的研究。

研究人员可以将荧光标记分子与目标信号分子结合，通过观察其发光强度的变化来研究细胞信号传递过程。

此外，生物发光技术还可以用于探索细胞器间的相互作用及细胞内分子的运动轨迹等。

通过标记不同的细胞组分，可以用生物发光技术来观察细胞器的分布、形态和互作情况。

另外，生物发光技术还可用于研究细胞分裂、细胞凋亡、蛋白质合成和代谢等生命过程。

因此，生物发光技术在荧光成像方面的应用能够为生命科学领域的研究提供深入理解生物体结构与功能的手段。

除了荧光成像，生物发光技术在分析方面也具有广泛的应用前景。

生物发光技术可以用于荧光标记的定量分析，从而实现对样品中特定分子的快速检测和定量测量。

例如，生物发光蛋白质标记法可以用于检测特定蛋白质的存在和相对表达水平。

通过构建适当的报告基因和荧光标签，可以对细胞中的蛋白质进行高灵敏度的定量检测。

此外，生物发光技术还可用于研究生物体内的药物代谢和药物传递。

通过在药物分子上连接荧光探针，可以实现对药物在生物体中的代谢途径和转运动态的监测。

这对于新药的开发和药物传递系统的设计至关重要。

生物发光技术在分析领域的应用也将为生物医学和化学领域的研究提供了新的思路和工具。

然而，尽管生物发光技术在荧光成像和分析中的应用前景非常广阔，但仍面临一些挑战。

首先，生物发光技术的灵敏度和分辨率还有进一步提高的空间。

IVIS Lumina II中文说明书

IVIS | LuminaⅡ定量荧光和生物发光成像系统精诺真Caliper公司的IVIS LuminaⅡ是高灵敏度成像系统，用于荧光和生物发光的活体内成像。

本系统包括高灵敏度CCD相机，成像暗仓，和自动化控制及分析软件。

作为领先的活体内成像平台，IVIS系统很多实用的附件极大地扩展了其在世界各地实验研究中的应用。

IVIS Lumina Ⅱ活体内分子成像定量的，灵活的，可扩展的IVIS Lumina Ⅱ具有灵活的视野配置，可选择5-12.5cm 的标准视野，也可加配24cm 镜头，升级为更大视野，可同时成像五只小鼠或2只大鼠。

IVIS Lumina Ⅱ同时可用于培养皿或微孔板等体外成像。

本系统也可预装动物处理设备，如加热平台，麻醉系统，ECG 监视系统等。

本系统可选配高解析度，窄带宽滤光片，实现高品质，高灵敏度以及光谱分离荧光成像。

高品质成像结果IVIS Lumina Ⅱ可进行荧光和生物发光成像。

本系统最多可选配21块发射滤光片，发射波长涵盖绿色至近红外各种荧光，且可进行高级光谱分离。

本系统经过严格校准，提供一致，高重复性的结果，其结果与放大倍数，不同波长滤光片，不同仪器均无关系。

Living Image 软件可进行仪器校准，背景扣除及影像处理，为您提供高品质，高重复性，定量的数据结果。

定制IVIS Lumina Ⅱ滤光片EMoff EM50EM100EM250荧光探针标准激发光滤光片组 (内置)发射光滤光片组GFP, YFP and PKH26*500 系列500, 520, 540, 560, 580, 600 and 620Cy 5.5, DsRed, dTomato and XenoFluor 680 *600 系列580, 600, 620, 640, 660, 680 and 700 Indocyanine Green and XenoFluor 750 *700 系列720, 740, 760, 780, 800, 820, and 840 Multiple Fluorophores Spanning 500-900 nm Broad Imaging Solution430, 465, 500, 535, 570, 605, 640, 675, 710, 745标准滤光片组515-575, 575-650, 695-770, 810-875*20 nm 带宽发射光滤光片成像视野IVIS Lumina Ⅱ提供5种成像视野IVIS Lumin aⅡ成像结果 ---- Living Image软件，窄带宽滤光片三探针标记成像 Xenogen 680/750光谱分离在小鼠的大腿接种表达GFP或RFP和luxCDABE的皮下注射1014分子XenoFluor680和1014分子XenoFluor750。

生物发光技术在生物分析中的应用

生物发光技术在生物分析中的应用生物发光技术指的是利用生物体内或外的物质在特定条件下发出的光来进行分析的技术。

这种技术是一种非常重要的分析技术，因为它具有高灵敏度、高特异性和实时分析等优点，适用于分析多种生物分子，如蛋白质、核酸、酶等。

本文将介绍生物发光技术在生物分析中的应用。

一、生物发光技术在荧光检测方面的应用生物发光技术在荧光检测方面应用广泛。

荧光是生物分析中最常用的检测方法之一。

它适用于许多生命科学领域，例如药物研究、分子生物学、遗传学等。

荧光分析有许多种，如荧光定量PCR (qPCR)、细胞荧光检测等。

这些方法不仅灵敏度高、反应快，而且可以通过标记特定的生物分子来进行定量分析。

二、生物发光技术在化学发光检测方面的应用化学发光检测是生物发光技术的一种重要应用。

化学发光是指诱导化学反应所产生的光量，通常是利用化学反应的特异性和灵敏性来检测分析样品中的分子。

荧光检测和化学发光检测相比，虽然在灵敏性上差异不大，但是在特异性和方便性上有一定的优势。

例如，利用化学发光法检测病毒抗体、药物残留等都相当方便。

三、生物发光技术在免疫检测方面的应用生物发光技术在免疫检测领域广泛应用，包括放射性免疫学、酶联免疫吸附测定(ELISA)等。

这些技术具有高灵敏度、高特异性和快速性等优点，广泛应用于疾病的诊断和治疗。

四、生物发光技术在基因编辑方面的应用近年来，基因编辑技术飞速发展并成为热门领域。

生物发光技术在基因编辑领域也得到了广泛应用。

目前常见的基因编辑技术有CRISPR-Cas9技术。

其中，Cas9是一种蛋白酶，能够通过人工引导RNA找到特定DNA序列并将其剪切断。

利用生物发光技术，我们可以通过发射荧光信号监测到DNA序列的切割。

综上所述，生物发光技术在生物分析领域得到了广泛的应用。

随着技术的进步和发展，相信生物发光技术将在未来的生命科学领域中起到更加重要的作用。

活体成像技术之实验注意事项

活体成像技术之实验注意事项活体成像技术应⽤之实验注意事项在上⼀篇⽂章《活体成像技术应⽤之实验⽅法选择》中介绍了活体成像技术的实验⽅法主要包括⽣物发光(bioluminescence)和荧光(Fluorescence)两种技术。

⽣物发光技术是⽤荧光素酶(Luciferase)基因标记细胞或者DNA，⽽荧光技术则是应⽤荧光蛋⽩(如GFP,RFP等)对细胞或者DNA进⾏标记。

⽂章发出之后，得到了很多⽼师的⼀些反馈意见。

其中有⼀位⽼师对于使⽤GFP荧光蛋⽩进⾏成像给出了⼀些建议，这位⽼师这样说到：活体荧光成像由于观测位置和深度不⼀样，激发光和发射光均⾮常容易收到组织吸收。

⽽GFP这类短波荧光蛋⽩在进⾏体表浅层成像的效果还可以，但是深层脏器是⾮常不推荐的。

收到⽼师的意见后，我们在⽂章《活体成像技术应⽤之实验⽅法选择》后⾯及时增加了相关补充说明，供⽼师们综合考虑选择。

确实如这位⽼师所说，哺乳动物组织的透明度是由⾎红蛋⽩和⿊⾊素的特性决定的，它们可以吸收650nm以下的⼤部分光，⽽⽔会吸收900nm以上波长的光。

换句话说，650nm⾄900nm之间的波长将基本上不受阻碍地穿过动物和⼈体组织。

因此对于深层脏器成像观察，可以考虑使⽤近红外荧光蛋⽩(nearinfraredfluorescentprotein，iRFP)，原因是iRFP的最⼤激发和发射波长分别为690nm和713nm。

提供带有luciferase,GFP,iRFP等不同报告基因的慢病毒⼯具，各位⽼师可以根据需求及仪器情况选择合适的慢病毒进⾏成像观察。

简单来说，可以使⽤GFP可进⾏活体观察或者常规显微镜观察；使⽤luciferase或者iRFP可进⾏⾮侵⼊性⽣命成像。

具体的：luciferase,GFP,iRFP推荐⽤于⼩动物活体成像研究，但是荧光蛋⽩不建议⽤于整个⼩动物的成像；如果您需要检测尽可能少的细胞，例如识别逃避治疗的少量肿瘤细胞，请选择⾼度敏感的报告基因。

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IVIS ® Lumina LT Series III 是 PerkinElmer 最新推出的第三代小动物活体光学二维成像平台，该系统具有高灵敏度生物发光和荧光成像性能。

该系统配备高灵敏 CCD 相机、不透光成像室和全自动化的分析功能。

作为全球领先的小动物活体成像平台，IVIS 系统包括一整套全球实验室认可的实用配件。

定量、灵活、可扩展
通过 5 - 12.5 (cm) 可调节视野以及扩展镜头，可将视野范围扩展至 2.5 - 24 (cm)。

利用此功能可以对五只小鼠或两只中等体型大鼠进行同时成像。

Lumina LT 也可进行培养皿或微孔板等体外成像应用。

该系统还带有高级的动物操作功能，包括可加热型动物载物平台、气体麻醉系统和 ECG 监测系统。

可定量的荧光和生物发光成像
小动物活体光学成像系统
产品资料
IVIS Lumina LT Series III
主要特点
• 高灵敏度生物发光二维成像
• 覆盖至近红外光谱波段范围的荧光成像• 基于切伦科夫辐射原理的放射性同位素成像
• 为您量身定制的可扩展工作流程• 市场上最全面和最值得信赖的小动物活体光学成像系统，包括最出色的成像技术、试剂和技术支持
出色的成像结果
IVIS Lumina LT 同时具备高质量的荧光和生物发光成像功能，并且滤光片能用于绿光至近红外范围的所有荧光成像。

所有 IVIS 仪器出厂前均经过复杂且严格的光学校准，保证在同一实验条件下，使用不同仪器所获取的成像数据的一致性及可重复性，方便不同用户间的数据验证及交流。

此外，Living Image®软件结合仪器校准、背景扣除和图像算法，使用户获得高质量、可重复性的定量结果。

IVIS Lumina LT 提供升级选项，可升级至 Lumina III 系统，通过该系统并且结合专利的纯光谱分析算法 (CPS) 进行多光谱分离。

纯光谱分析算法可以利用生成光谱库的软件工具准确去除自发荧光并实现多光谱成像。

该系统可以同时成像多个荧光报告基因，从而在同一动物体内获得多个生理结果。

此升级选项包含19个激发滤光片和7个发射滤光片，可以对绿光至近红外光范围的荧光报告基因进行多光谱成像。

多重报告基因的成像
视野
图 1.IVIS Lumina LT 成像系统提供 5 个成像视野。

图2. 对同一动物的多重报告基因成像。

使用酶激活型荧光探针
Cat B 680 FAST 监测 4T1-luc2 肿瘤模型中组织蛋白酶 B 的活
性。

OsteoSense 800 靶向骨架结构。

图 3.双报告基因成像——高分辨率应用。

患有肺炎球菌性脑膜炎小
鼠的细菌荧光素酶 (500 nm) 和 GFAP (620 nm) 脑部成像。

Kadurugamuwa et al.，Infection and Immunity，2005 。

标准镜头 FOV XFOV-24 升级
双报告基因的成像——高分辨率的离体成像应用。

2
3
专业的活体光学
成像分析软件 - Living Image
结合精确的绝对校准和仪器设置，研究者可以长时间监测信号，从而进行纵向观测研究。

药物研发实验结果显示（图 4），肿瘤信号在为期 35 天的实验过程中发生了 3 个数量级的变化。

利用 Living Image 软件功能，使用者能够进行荧光和生物发光成像。

IVIS Lumina LT 内部配置
CCD 相机
• 高灵敏度 CCD ，芯片尺寸为 13 x 13 mm 2，像素数量为 1024 x 1024
• 背照射、背部薄化科学 1 级 CCD 可在整个可见至近红外光谱上提供高量子效率
• 16 位数字转换器提供广泛的动态范围
• C CD 以热电方式 (Peltier) 冷却至 -90℃，确保了低暗电流和低噪音成像暗箱
• 高品质避光成像暗箱
• 高聚光透镜，光圈范围：f/0.95 – f/16• 成像视野范围：5 x 5 cm 2 - 12.5 x 12.5 cm 2 可选配扩展至 2.5 x 2.5 cm 2 - 24 x 24 cm 2• 8 位发射滤光片转轮• 可完整升级至 Lumina III 系统• 用于明场成像的 LED 灯• 加热型动物承载平台• 所有部件均为电动控制• ECG 监测系统
• 用于平面多光谱成像的选配发射滤光片转轮集成的气体麻醉接口
• 位于成像暗箱内的气体麻醉口可同时对5只小鼠进行持
续麻醉成像
图 4.精确的绝对校准功能进行长期纵向研究以及将不同实验室的结果进行对比。

PerkinElmer ® 是 PerkinElmer, Inc. 的注册商标。

所有其它商标均为其各自所有者的财产。

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所有数据仅供参考，Perkinelmer 拥有最终解释权。

更多详细信息，请访问我们的网站，网址为
/invivo
IVIS Lumina Series III 成像平台为您的应用提供强大的功能支持，包括
客户服务电话：800 820
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技园区张衡路1670号电话：﹢86 21-6064 5888传真：﹢86 21-6064 5999邮编：201203
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100015。