活体动物光学成像系统在活体荧光成像中的应用
活体生物发光成像技术原理及应用
活体生物发光成像技术原理及应用展开全文一、技术原理1. 标记原理哺乳动物生物发光，一般是将 Firefly luciferase 基因（由 554 个氨基酸构成，约50KD）即荧光素酶基因整合到预期观察的细胞染色体 DNA 上以表达荧光素酶，培养出能稳定表达荧光素酶的细胞株，当细胞分裂、转移、分化时, 荧光素酶也会得到持续稳定的表达。
基因、细胞和活体动物都可被荧光素酶基因标记。
将标记好的细胞接种到实验动物体内后，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，氧存在的条件下，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，并且发光光强度与标记细胞的数目线性相关。
除Firefly Luciferase 外，有时也会用到Renilla Luciferase。
二者的底物不一样，前者的底物是荧光素（D-luciferin），后者的底物是coelentarizine。
二者的发光波长不一样，前者所发的光波长在540~600nm，后者所发的光波长在460~540nm 左右。
前者所发的光更容易透过组织，后者在体内的代谢比前者快，而且特异性没有前者好，所以大部分活体实验使用 Firefly Luciferase 作为报告基因，如果需要双标记，也可采用后者作为备选方案。
荧光素酶的发光是生物发光，不需要激发光，但需要底物荧光素。
荧光素在氧气、ATP 存在的条件下和荧光素酶发生反应，生成氧化荧光素 (oxyluciferin)，并产生发光现象。
对于细菌标记，一般利用发光酶基因操纵子luxABCDE 或luxCDABE，其由控制的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。
利用这种办法进行标记的细菌会持续发光，不需要外源性底物。
但是一般细菌标记需要转座子的帮助把外源基因插入到细菌染色体内稳定表达。
2. 底物荧光素的特点荧光素由于诸多优点得到广大科研人员的青睐，主要特点如下：① 荧光素不会影响动物的正常生理功能。
活体动物体内光学成像技术的研究进展及其应用
［ ｙ ｗｏｄ ］ ｏｔ ａ ｉ ｉ ｍａｉｇ ｂ０ ｍｉｅｃｎｅ ｕ ｉ ｒｓ； ｕ ｒｓｅ ｃ ｒｔｉｓ ｕｎｕ ｏｓ Ｋｅ ｒｓ ｐｉ ｌ ｎ ｖ ｏ ｉ ｇ ； ｉ ｕ ｎ ｓｅｃ；ｌｃ ｅａｅ ｆ ｏｅｃｎ ｅｐｏｅ ；ｑ ａｔｍ ｄｔ ｃ ｖ ｎ １ ｆ ｌ ｎ 利 用 动 物体 内 发 出 的 穿 透 组 织 的 光 进 行 全 身成 像 ，是 研 究 生 物 学 过 程 的 重 要 手 段 之 一 。 活 体 动 物 体 内光 学 成 像 （ｐｉ ｏ ｔａ ｃ ｌ
［ 中图 分 类 号 ］ Ｑ ３４ 一 ３
［ 献标识码］ Ａ 文
Ａｄ ａ ｃ ｓ ａ ｄ Ａｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｏ ｔ ａ ｎ Ｖ ｖ ｍ ａ ｉ ｇ ｖ ｎ ｅ ｎ ｐ ｉ ｔ ｆ Ｏｐ ｉ ｌ／ｓ ｅ ｇ ，Ｚ Ｌｉ — ｈ ｎ
综
述
活体动物体 内光学成像技术的研究进展及其应用
王 怡 ， 林盛 詹
军 事 医学科 学 院 野 战 输 血研 究 所 ， 京 １０ ５ 北 ０８０
［ 要 ］ 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 、 白或 Ｄ Ａ， 而 非侵 摘 蛋 Ｎ 从 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 、 记 和 示 踪 细 胞 、 讨 标 探 蛋 白间 的相 互 作 用 ， 而这 一技 术被 广 泛地 用 于分 析 基 因 的 表 达 模 式 、 价 基 因 治疗 效果 、 估 肿 瘤 的发 生和 转 移 、 测 移 因 评 评 监 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 、 术 进 展 和 相 关 应用 。 技 ［ 键 词 ］ 活体 动 物体 内光 学 成 像 ； 关 生物 发 光 ； 荧光 素酶 ； 光成 像 ； 光 蛋 白； 子 点 荧 荧 量
活体动物光学成像系统在活体荧光成像中的应用
活体动物光学成像系统在活体荧光成像中的应用第一部分技术原理一、技术简介随着活体动物光学成像技术在国内外的普及和应用，越来越多的科研人员希望能通过该技术来观察活体动物体内肿瘤细胞的生长以及对药物治疗的反应，希望能观察到荧光标记的多肽、抗体、小分子药物在体内的分布和代谢情况。
NightOWL ⅡLB 983 NC320活体动物光学成像系统正是为满足这样的应用需求而设计的。
该系统通过荧光光路的特殊设计，实现了对激发光的能量控制和调节，提高了活体荧光成像的稳定性和灵敏度，并且该系统操作简单、费用低廉、不涉及放射性，是不错的进行活体荧光成像的仪器。
与传统技术相比，活体荧光成像技术不需要杀死动物，可以对同一个动物进行长时间反复跟踪成像，既可以提高数据的可比性，避免个体差异对试验结果的影响。
更重要的是，该技术可以得到直观的成像图片，了解标记物在动物体内的分布和代谢情况，避免了传统的体外实验方法的诸多缺点，特别是在药物制剂学、药物临床前研究中有不可估量的应用前景。
NightOWL ⅡLB 983 NC320活体荧光体内成像技术的基本原理是激发光源通过特殊的光路设计使其能量稳定、强度合适的激发光使荧光基团达到较高的能量水平，然后发射出较长波长的散射光，该散射光可以穿透实验动物的组织并且可由仪器cooling slow scaning CCD以光子数量化检测到光强度，同时反应出标记物的数量。
二、标记原理活体荧光成像技术有三种标记方法：荧光蛋白标记、荧光染料标记和量子点标记。
荧光蛋白适用于标记肿瘤细胞、病毒、基因等。
通常使用的是GFP、EGFP、RFP（DsRed）等。
荧光染料标记和体外标记方法相同，常用的有Cy3、Cy5、Cy5.5及Cy7，可以标记抗体、多肽、小分子药物等。
量子点标记作为一种新的标记方法，是有机荧光染料的发射光强的20倍，稳定性强100倍以上，具有荧光发光光谱较窄、量子产率高、不易漂白、激发光谱宽、颜色可调，并且光化学稳定性高，不易分解等诸多优点。
活体成像系统
活体成像系统（in vivo imaging system）主要采用生物发光（bioluminescence）和（fluorescence）两种技术在活体动物内进行生物标记，通过成像系统来检测被标记的动物体内分子和或细胞的生物发展进程，并进行相关的生物、药物治疗研究，在体外检测、干细胞研究、纳米药物的传输等方面有着广泛的应用。
1.利用活体成像系统标记、示踪干细胞活体成像实验中常用萤火虫荧光素酶或亲脂性荧光素染料直接标记干细胞，从而监测干细胞在活体动物内的移植、存活、增殖；示踪干细胞在体内的分布于迁移；诱导多能干细胞在移植鼠体内的分化存活及免疫排斥。
利用生物发光和荧光不但可以监测到活体内细胞增殖，还可监测凋亡细胞事件，标记凋亡细胞可用于包括AIDS、神经退行性疾病、脊髓炎综合征、缺血／再灌注损伤及肿瘤等细胞增殖一调亡的平衡被破坏而发生的一系列相关疾病的研究。
2.利用活体成像系统进行纳米诊断癌症早期精准检测诊断对其治疗具有重要的意义，肿瘤标志物的传统检测方法存在敏感性与特异性方面的问题。
对于早期诊断来说，诊断灵敏度是其中至关重要的因素。
利用纳米粒子的独特的光、电、热、磁和力学性能，可以显著增强检测的灵敏度与特异性。
目前，基于纳米粒子的肿瘤疾病诊断技术主要包括早期肿瘤标志物检测技术、活体动态多模式影像诊断技术等。
例如，将能够识别肿瘤细胞表面受体的特异性配体与纳米粒子结合，待纳米粒子与肿瘤细胞特异性结合后，利用物理方法如测试传感器中的磁讯号、光讯号等，通过成像系统显影，能够对体内是否存在恶性肿瘤进行早期诊断。
除了诊断功能外，利用纳米诊断材料与肿瘤细胞结合的特性，进行肿瘤细胞示踪与捕获杀灭，实现诊断-治疗一体化是肿瘤纳米诊断治疗技术的重要目标。
3.利用活体成像系统检查标记的肿瘤细胞或抗肿瘤药物在肿瘤研究中，活体成像技术被用来检测肿瘤的生长，从而对基因治疗和抗癌药物的药效的进行评价，此外还应用于多种癌症，如肺癌、乳腺癌、膀胱癌等的活体动物模型的建立。
活体成像技术的应用与发展
活体成像技术的应用与发展活体成像，是一种利用射线、超声波、磁共振、光学等不同物理原理，对人体进行内部成像的技术。
它可以精确地显示人体各器官及病变部位的结构和形态，为医学诊断、疾病治疗、药物研发等领域提供重要的支持。
下面，让我们来看看活体成像技术的应用与发展。
一、应用领域（一）医学临床在医学临床领域，活体成像技术已经广泛应用于各种疾病的诊断、治疗和手术规划等方面。
比如说，对于肿瘤的早期诊断和治疗，医生可以通过CT、MRI等成像技术来确定病灶的大小、位置、形态等信息，进行手术切除、放疗、化疗等治疗方案的制定和调整。
此外，在器官移植、心脏病、肺病、脑病、骨科等领域，活体成像都有着广泛的应用。
比如说，对于心脏病的诊断和治疗，医生可以通过心脏超声、心电图、心脏造影等成像技术来确定病变的部位、性质和程度，制定相应的药物、手术等治疗方案，提高治疗效果和成功率。
（二）生命科学研究活体成像技术在生命科学研究中也有着重要的应用。
比如说，在神经科学研究中，神经元的活体成像技术可以帮助科学家观察神经元的生理和功能变化，探究神经元网络的结构和功能。
在基因工程研究中，利用活体成像技术可以直观地观察和评价基因表达的水平和位置等信息，从而为基因调控研究提供重要支持。
此外，在细胞生物学、免疫学、药物研发等领域，活体成像也有着广泛的应用。
比如说，利用荧光成像技术，科学家可以直接在活体细胞或动物体内观察和分析分子、蛋白质的运动规律、交互作用等信息，为基础研究和药物研发提供重要支持。
二、发展趋势（一）精度提升现代活体成像技术的精度已经非常高，但是它仍然有着进一步提升的空间。
未来，通过更加先进的硬件和软件技术，以及数据挖掘和人工智能等技术的结合，可以进一步提高活体成像技术的精度和准确性，降低误诊率和漏诊率，提高医疗诊断的水平和效率。
（二）多模态融合由于不同物理成像技术具有各自的特点和局限性，单一的成像技术难以覆盖所有的医学应用需求。
未来，可以通过多模态成像技术的融合，实现不同成像技术的互补和补充，提高医学成像的全面性和综合性。
小动物活体成像技术的原理及操作方法
小动物活体成像技术的原理及操作方法小动物活体成像技术是一种用于非侵入性的观察小动物体内活动的技术。
它可以通过显影小动物的生物分子、细胞、组织、器官以及整体结构，从而获取关于它们的形态、功能和代谢信息。
在医学研究、药物研发和临床诊断中，小动物成像技术具有重要的应用价值。
1.光学成像：光学成像是利用光线通过生物组织时的散射和吸收特性来观察和记录组织的形态和功能。
这种技术包括荧光成像、双光子显微镜、光声成像等。
其中，荧光成像是利用特定的分子标记物与目标分子结合后的荧光信号进行成像，而双光子显微镜则采用长波长激光来更深入地穿透生物组织进行成像。
2. 核磁共振成像（MRI）：MRI利用静磁场和脉冲磁场来获取生物组织的形态和功能信息。
其原理是通过对核自旋在静磁场中的预cession以及脉冲磁场的激发和接收来获取信号，并通过计算重建成图像。
3.正电子发射断层扫描（PET）：PET利用放射性同位素标记的生物分子来观察和记录生物组织的代谢、功能和分布情况。
其原理是标记荧光物质与目标分子发生放射性衰变并释放正电子，然后通过正电子与电子相遇并发生湮灭反应，产生两个光子，再通过和PET仪器接收器相遇并形成探测信号，最终通过计算重建出成像。
1.选择合适的动物模型：根据实验目的和需要，选择适合的小动物模型，例如小鼠、大鼠等。
确保动物的健康和生理状况符合实验要求。
2.准备适当的标记物：根据研究需求，选择合适的标记物。
标记物可以是荧光染料、放射性同位素、磁共振对比剂等，用于标记目标分子或组织。
3.标记物注射或给药：将选择的标记物进行注射或给药，使其能够与目标分子或组织结合。
4.成像设备设置：根据实验要求，将成像设备进行适当的设置，例如调整光源、控制磁场强度等。
5.成像操作：对标记物注射或给药后的小动物进行成像操作。
操作过程中可以根据需要调整成像参数，如曝光时间、扫描时间等。
6.数据分析和解释：对成像结果进行数据分析和解释，提取关键信息，评估实验效果，并与其他实验数据进行比较和验证。
小动物活体可见光成像技术在医学研究中的应用
Ｐ ａ ｉ ｎ Ｃ ｌ ｉ ｎ Ｊ ， Ａｐ ｒ ｉ ｌ ２ ０ １ ３ ， Ｖｏ １ ． ９ ， Ｎｏ ． ２
．
继 续 教 育
．
小 动 物 活体 可 见 光 成像 技 术 在 医学 研 究 中的应用
任 曙光 吴建华 巨英超 霍桐树 张 国生
【 摘 要 】 小 动 物 活 体 光 学 成 像 技 术 是 生 物 及 医 学 研 究 领 域 的 一 项 新 兴 技 术 。随 着 该 技 术 的 发 展， 小 动 物 活 体 成 像 在 临 床 前 研 究 中 发 挥 着 越 来 越 重 要 的 作 用 。本 文 简 要 综 述 了 活 体 动 物 体 内 可
见光 成 像 技 术 的原 理 、 应用领域及其特点。
【 关 键 词 】 动 物 ； 活 体 ； 成 像 技 术
Ａｐ ｐｌ ｉ ｃ ａｔ ｉ ｏ ｎ ｏｆ ｓ ｍａ ｌ ｌ ｌ ｉ ｖ ｉ ｎｇ ａ ｎｉ ｍａ ｌ ｉ ｅｓ ｒ Ｉ ｇ ｉ ｎｇ ｔ ｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｉ ｎ ｍｅ ｄｉ ｃ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ
ｔ ｅ ｃ ｈｎｉ ｑ ｕｅ ｓ ．
［ Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ］ Ａｎ ｉ ｍａ ｌ ； Ｌｉ ｖ ｉ ｎ ｇ ； Ｉ ｍａ ｇ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
小动 物 活 体 可 见 成 像 技 术 主 要 采 用 生 物发 光
（ ｂ ｉ ｏ ｌ ｕ ｍｉ ｎ ｅ ｓ ｃ ｅ ｎ ｅ ｅ ）与 荧 光 （ ｆ ｌ ｕ ｏ ｒ ｅ ｓ ｃ ｅ ｎ ｃ ｅ ）两 种 技
５ Ｏ ＫＤ ） 即荧光 素酶基 因整 合到 预期 观察 的细 胞染 色体 ＤＮＡ上 以表 达荧光 素 酶 ，培 养 出能稳 定 表达 荧光 素酶 的 细胞 株 ，当细 胞分 裂 、转 移 、分 化 时 ， 荧光 素酶 也会得 到持 续稳定 的表达 。基 因 、细 胞和
活体动物光学成像技术与应用研究
活体动物光学成像技术与应用研究活体动物光学成像是利用生物发光及荧光技术在活体动物体内进行生物标记通过光学成像系统来监测被标记动物体内分子及细胞等的生物学过程。
按发光模式可分为生物发光和荧光两类。
相对于传统动物实验研究方法，具有无创、可多次重复、实时活体成像、灵敏、安全等优势，这项技术在标记活体内肿瘤活体细胞示踪、标记基因及转基因动物等方面的应用广泛。
标签：活体成像；生物发光；荧光；应用传统实验设计动物研究时，常采用的方法是处死老鼠，解剖后通過肉眼观察脏器病理变化，再组织切片观察等，无法动态监测整个活体内生物学事件的发生、发展，而活体动物光学成像（optical in vivo imaging）主要采用生物发光（bioluminescence）与荧光（fluorescence）2种技术在活体动物体内进行生物标记，通过成像系统可以动态或静态监测被标记分子或细胞在活体动物体等的发展进程，以及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[1-3]。
生物发光是通过荧光素酶（Luciferase）基因标记细胞或DNA，而荧光技术则采用荧光报告基因（GFP、RFP及dyes等）进行标记。
两者的主要区别在于生物发光是动物体内的自发荧光，不需要激发光源，而荧光则需要外界激发光源的激发出荧光再通过检测器检测，就可以直接观察到被测物体内的细胞运动和基因行为。
1原理与分类活体动物光学成像技术是指在活体动物体内利用报告基因-荧光素酶基因表达使其产生的荧光素酶蛋白再与小分子底物荧光素作用，需在氧、Mg2+存在的条件下消耗ATP之后发生氧化反应，这时将产生的化学能量转化变为可见光能释放，最后在体外再利用敏感的检测器CCD设备形成图像。
荧光素酶基因可以被插入多种基因的启动子（promoter），成为某种基因的报告基因，通过监测报告基因从而实现对目标基因的监测。
1.1生物发光技术生物发光荧光实质是一种化学发光，其过程需要底物萤火虫荧光素酶的参与，通过氧化其特有底物的过程中，将会释放可见光光子，其波长广泛约为560 nm（460～630 nm），甚至包括超过600 nm的重要的波长红光范围。
小动物活体成像技术的应用
小动物活体成像技术的应用朱淼鑫;姚明【摘要】小动物活体成像技术在国内外得到越来越多的普及应用,极大地促进了生命科学特别是肿瘤研究的发展.本文就小动物活体成像技术的原理、标记方法和实际应用做简单介绍.%Small animal in vivo imaging technology at home and abroad is more and more popular, which greatly promoted the life sciences, especially cancer research. This article describes the in vivo small animal imaging principles,methods and practical applications.【期刊名称】《中国比较医学杂志》【年(卷),期】2011(021)003【总页数】5页(P1-5)【关键词】荧光蛋白;荧光素酶;活体成像;模型,动物【作者】朱淼鑫;姚明【作者单位】上海市肿瘤研究所实验病理研究室,上海,200032;上海市肿瘤研究所实验病理研究室,上海,200032【正文语种】中文【中图分类】R-33;R332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。
生物发光是用荧光素酶基因(Luciferase)标记细胞或DNA，而荧光技术则采用绿色荧光蛋白(green fluorescent protein，GFP)、红色荧光蛋白(red fluorescent protein，RFP)等荧光报告基因和FITC、Cy5、Cy7等荧光素及量子点(quantum dot，QD)进行标记。
小动物活体成像技术是采用高灵敏度制冷CCD配合特制的成像暗箱和图像处理软件，使得可以直接监控活体生物体内的细胞活动和基因行为。
实验者借此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。
光学技术在生物成像中的应用研究
光学技术在生物成像中的应用研究随着科技的发展，光学技术在生物成像中的应用研究日益受到重视。
光学技术作为一种非侵入性的成像方法，不仅可以提供高分辨率和实时性的图像，还能在组织和细胞水平上观察生物过程，为生物医学领域的疾病诊断和治疗提供了有力的支持。
一、光学显微镜的发展光学显微镜是一种常用的生物成像工具。
它利用光学系统将光束聚焦到样品上，然后通过物镜放大并收集散射光来观察样品。
近年来，高分辨率显微镜技术的发展为生物成像提供了更深入的研究手段。
例如，受到诺贝尔奖得主斯特农的开创性工作的启发，结构性光学显微镜（SOM）成为了一种非常有潜力的技术。
通过调制入射光的相位和幅度，结构性光学显微镜可以实现超分辨率成像，突破了传统光学显微镜的分辨率极限，揭示了更多有关细胞和组织结构的细节。
二、荧光显微镜的应用除了结构性光学显微镜，荧光显微镜也是生物成像领域的一项重要技术。
荧光分子的引入使得显微镜能够对特定分子或细胞结构进行标记，从而实现对生物过程的定量和定性研究。
近年来，荧光显微镜的分辨率也得到了极大的提高。
例如，受到诺贝尔奖得主贝迪的影响，激光点扫描显微镜（LSM）成为了一种常用的高分辨率荧光显微镜。
激光点扫描显微镜通过激光束的聚焦和快速移动获取样品不同位置的荧光信号，可以实现纳米级别的成像分辨率。
三、光学相干断层扫描成像的进展光学相干断层扫描成像（OCT）是一种应用光学技术对生物组织进行断层成像的方法。
它通过测量光的时间延迟和幅度变化，可以获得生物组织内部的高分辨率显像。
光学相干断层扫描成像广泛应用于眼科领域，用于眼底疾病的诊断和治疗监测。
同时，OCT也在其他医学领域，如皮肤病学、肿瘤学等方面取得了重要进展。
例如，在皮肤癌的早期诊断方面，OCT可以观察到病变细胞的形态和结构，提供了及早发现病变的希望。
四、多光子显微镜的研究多光子显微镜是一种利用非线性光学效应进行成像的方法。
通过利用光的高能量进行激化，多光子显微镜在近红外区域获得高显微分辨率，并且可以减少组织对光的吸收和散射。
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活体动物光学成像系统在活体荧光成像中的应用第一部分技术原理一、技术简介随着活体动物光学成像技术在国内外的普及和应用，越来越多的科研人员希望能通过该技术来观察活体动物体内肿瘤细胞的生长以及对药物治疗的反应，希望能观察到荧光标记的多肽、抗体、小分子药物在体内的分布和代谢情况。
NightOWL ⅡLB 983 NC320活体动物光学成像系统正是为满足这样的应用需求而设计的。
该系统通过荧光光路的特殊设计，实现了对激发光的能量控制和调节，提高了活体荧光成像的稳定性和灵敏度，并且该系统操作简单、费用低廉、不涉及放射性，是不错的进行活体荧光成像的仪器。
与传统技术相比，活体荧光成像技术不需要杀死动物，可以对同一个动物进行长时间反复跟踪成像，既可以提高数据的可比性，避免个体差异对试验结果的影响。
更重要的是，该技术可以得到直观的成像图片，了解标记物在动物体内的分布和代谢情况，避免了传统的体外实验方法的诸多缺点，特别是在药物制剂学、药物临床前研究中有不可估量的应用前景。
NightOWL ⅡLB 983 NC320活体荧光体内成像技术的基本原理是激发光源通过特殊的光路设计使其能量稳定、强度合适的激发光使荧光基团达到较高的能量水平，然后发射出较长波长的散射光，该散射光可以穿透实验动物的组织并且可由仪器cooling slow scaning CCD以光子数量化检测到光强度，同时反应出标记物的数量。
二、标记原理活体荧光成像技术有三种标记方法：荧光蛋白标记、荧光染料标记和量子点标记。
荧光蛋白适用于标记肿瘤细胞、病毒、基因等。
通常使用的是GFP、EGFP、RFP（DsRed）等。
荧光染料标记和体外标记方法相同，常用的有Cy3、Cy5、Cy5.5及Cy7，可以标记抗体、多肽、小分子药物等。
量子点标记作为一种新的标记方法，是有机荧光染料的发射光强的20倍，稳定性强100倍以上，具有荧光发光光谱较窄、量子产率高、不易漂白、激发光谱宽、颜色可调，并且光化学稳定性高，不易分解等诸多优点。
量子点是一种能发射荧光的半导体纳米微晶体，尺寸在100nm以下，外观恰似一极小的点状物。
它可以经受反复多次激发，而不像有机荧光染料那样容易发生荧光淬灭。
已经证实了量子点的成像深度远远超过标准的荧光素如果能与抗体结合配对，就可以作为跟踪组织细胞的探针，或者探测低浓度的抗体。
如果能解决不同材料的量子点偶联、功能化标记问题，就可以用量子点代替很多荧光染料分子。
三、技术特性在活体动物光学成像技术中，相对于生物发光成像技术，荧光成像技术的优势主要表现在：1. 荧光染料、蛋白标记能力强荧光标记物种类繁多，包括荧光蛋白、荧光分子、量子点等，可以与基因、多肽、抗体等生物分子标记，作为分子探针使用范围广。
同时不同的荧光蛋白或染料还可对样本进行多重标记，同时成像。
检测的波长范围从300nm到1100nm，我们可以提供全光谱的滤光片实现几乎所有荧光标记的体内成像。
2. 信号强度大由于荧光是在外界光源激发下产生的能量转移现象，其光子强度较其它光学信号更强，持续时间长，信号所反应的样本信息量更丰富，对信号接收仪器的要求相对较低，节省更多的实验成本。
3. 实验成本低相对于活体生物发光成像来说，费用低廉，不需要底物。
荧光发光基团只要在其合适强度的激发光激发下就可以发出定波长的发射光信号，整个反映不需要添加任何昂贵的反应成分，只要保证荧光基团稳定，就可实现随时激发随时发光的效果。
4. 活体、尸体、器官全部可以进行成像由于荧光是基于物理能量转移原理，对实验样本的生理状态要求较低，可以实现活体、尸体、尸解组织器官样本的光学成像。
5. 操作简便，测量快速，每次检测时间仅为毫秒级，同时可检测多个动物6. 分辨率提高，可达到2-3mm（生物发光的分辨率在3-5mm）但是，任何技术都是优点和缺点并存，荧光成像技术常出现的问题主要有：1. 自发荧光实验样本尤其是小动物会产生自发荧光，主要是来源于皮毛和血液的自发荧光。
对于皮毛中的黑色素是皮毛中主要的自发荧光源，其发光光线波长峰值在500-520nm 左右，在一般的绿色荧光作为探针时，影响最为严重。
另外，食物中的叶绿素、动物血液都会产生较强的非特异性自发荧光。
但生物体内很多物质在受到激发光激发后，也会发出荧光，产生的非特异性荧光会影响到检测灵敏度。
特别是当发光细胞深藏于组织内部，则需要较高能量的激发光源，也就会产生很强的背景噪音。
2. 光被动物组织吸收特性在小动物实验时，光在动物组织内传播时会被吸收，而且不同类型的细胞和组织吸收光子的特性并不一样，血红蛋白（hemoglobin），黑色素是造成体内可见光被吸收的主要因素，其吸收可见光中蓝绿光波段的大部分。
但是在可见光大于600纳米的红光、近红外波段，血红蛋白的吸收作用却很小，在偏红光区域，大量的光可以穿过组织和皮肤而被检测到。
由此可见，红光的穿透性在体内比蓝绿光的穿透性要好得多，因此逐渐成为活体荧光成像实验的热点，活体荧光实验建议选择发射较长波长的标记物，近红外荧光已经成为活体成像标记的重要选择。
3. 背景光干扰在一般epi顶部荧光激发/检测类装置中，激发背景光的干扰也是荧光检测手段的一个问题，目前很多技术类革新都在试图降低背景光的干扰，比如利用侧面激发/顶部接收装置、底部透射激发装置等改变常规成像仪器的光路设计，达到降低背景光的目的。
现有技术采用不同的原理，尽量降低背景信号，获取机体中荧光的准确信息。
目前以NightOWL ⅡLB 983 NC 320为活体动物可见光成像系统为荧光成像的主要代表。
第二部分仪器原理以Berthold公司的NightOWL ⅡLB 983 NC320活体动物光学成像系统所示，体内可见光成像系统主要由四部分组成：一、CCD选择适当的CCD镜头，对于体内可见光成像是非常重要的。
更为合适的CCD是制冷型的前照射CCD。
选用的CCD镜头对于波长600nm左右的光必须具有非常高的灵敏度和量子效率，而且由于需要探测的光源在皮下几厘米处，其噪声信号要尽可能的小。
NightOWL ⅡLB 983 NC 320活体光学成像系统提供更为合适于荧光检测的CCD是制冷型的前照射CCD，NC 320。
NightOWL ⅡLB 983 NC320活体动物可见光成像系统采用的CCD像素大小达到6.8µm，像素达到400万，分辨率可达到5µm。
综上所述，荧光成像对CCD相机选择的要求是：CCD⌝类型：单光子计数冷CCD，光子计数类CCD可以进行荧光量化分析。
CCD像素分辨率：由于荧光背景光较强，产生非特异性杂光干扰明显，需要配有高分辨率CCD的相机。
⌝CCD⌝光谱覆盖能力：全波长覆盖。
荧光对其它常见参数的要求：CCD量子效率（QE）：荧光反应光子能量强，CCD容易捕捉到光子信号，CCD⌝不需要对QE有过高的要求。
CCD感光类别（前部感光/背部感光）：背部感光CCD芯片只有在检测极弱光信号优势明显，但在强光检测中与前部感光CCD芯片无差别，但其成本较高的弱势使其不属于荧光检测常规要素。
⌝CCD读数噪音：在强光检测中，CCD⌝的噪音影响比起荧光背景光的影响微乎其微，只有在发光检测时才会显出明显优势。
CCD暗电流：荧光检测不需要对CCD暗电流有太多要求。
⌝二、成像暗箱成像暗箱采用德国工艺、精钢锻造，内附高级光学避光涂层，可屏蔽宇宙射线及一切光源，可以使暗箱内部保持完全黑暗，CCD所检测的光线完全由被检动物体内发出，避免外界环境的非特异光污染。
CCD镜头位于暗箱的顶部，光线通过光圈被CCD收集。
暗箱里的CCD相机是由软件控制升降，升降精度可以达到0.01mm，相机高度与信号收集经过线性校对，通过升降可以获得宽视野拍照能力，拍照视野（FOV）从3.5厘米到26厘米，最多可同时检测五只小鼠，并且带有加热装置，可以保持观察实验动物的体温。
三、荧光激发和接收系统在活体荧光检测中经常碰到的问题是荧光反射光造成的背景很强，影响信号的检测。
因此在活体荧光检测中对于激发光能量的控制就显得非常重要，当检测样本小，或检测区域小，适于用低能量的激发光，当样本个体较大，或检测位置较深，则高能量的激发光更适合，或同时配合gooseneck鹅颈管激发装置使用，效果更佳。
同时，一般的荧光光源的能量会随着时间和波长的变化而变化，这对定量研究的体内实验是极其不利的。
在这样的应用需求下，NightOWL ⅡLB 983 NC 320活体动物可见光成像系统率先采用了荧光光源能量反馈控制系统，并且通过该系统调节激发光的能量在检测时间内的稳定控制，对于每一次荧光检测都可保证持续稳定的激发光，整个激发光路能量始终统一、稳定，激发光能量直接关系到发射光信号强弱，需要确保在整个长时间多次成像中输出稳定的激发光，达到检测时间内的稳定控制，特别是在多编组样本分析时。
仪器本身可以通过此系统控制激发光的能量，0%~100%可调节，针对不同的样本使用不同强度的激发光，这就大大提高了活体荧光成像的灵敏度和稳定性，增加了活体荧光成像技术的应用范围，使仪器成为开放性的检测平台。
在荧光单元，配备典型的荧光激发/接收装置，从顶部激发样本发光，当相机对样本进行调焦定位时，会同时检测到发射光信号，接收信号强度直接与相机的调焦高度相关，方便获取最佳观测值。
整个装置需要配合选择合适的光源和滤光片来激发荧光团，检测样本的发射光。
NightOWL ⅡLB 983 NC320还配有光能在线反馈控制装置，使整个激发光路能量始终统一、稳定，对于每一次荧光检测都可保证持续稳定的激发光。
仪器对于在不同时间发出的同一波长的光线，或者不同波长的光线，光能稳定对于定量研究非常重要，激发光能量直接关系到发射光信号强弱，特别是在多编组样本分析时，需要确保在整个长时间多次成像中输出稳定的激发光。
而光源本身能量不是恒定不变的，为此我们的光路配有能量在线反馈控制装置，实时监控光路，反馈补偿光源能量变动导致的激发能量突增或缺失，以确保整个激发单元的能量始终统一。
光源的光效稳定性有利于定量观察。
为了荧光光源发出的激发光能稳定均匀地照射在待测样本上，同时为了检测微小样本或者进行深度检测，NightOWL ⅡLB 983 NC320活体动物可见光成像系统设计了一系列激发光组件实现上述目的。
环状照射装置，激发高度可调，其特点是输出光线均匀统一，使照射在样品上的激发能量始终保持统一。
鹅颈管照射装置，可以得到spot聚光，针对老鼠等试验动物局部（头部、四肢、某一内脏部等）或小体型物种（蚕、果蝇等）。
鱼尾型照射装置的特点是聚光激发，高能量激发光可以提高穿透样本皮层深度，增强发射光的强度，适合激发弱信号（由于浓度低或皮下深度原因）。
上述激发装置采用多模块即插即用式设计，使应用更具针对性及广泛性，操作简便。