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深度制冷CCD相機(jī)在活體成像中的應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間： 2022-10-31　　點(diǎn)擊次數(shù)： 2226次

1999年，美國哈佛大學(xué)Weissleder教授提出了分子影像學(xué)(molecular imaging，MI)的概念，即應(yīng)用影像學(xué)的方法對(duì)活體狀態(tài)下的生物過程進(jìn)行細(xì)胞和分子水平的定性和定量研究，而活體成像便是基于分子影像學(xué)孕育而生的一種新型成像技術(shù)。
近年來，我國醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn)。活體成像因其操作極其簡單、所得結(jié)果直觀、靈敏度高及測試方法安全等特點(diǎn)，在生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)研究及藥物開發(fā)等重點(diǎn)研究領(lǐng)域，都貢獻(xiàn)了十分寶貴的力量。

圖1 動(dòng)物活體成像模型
目前，小動(dòng)物活體成像技術(shù)應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)方法主要有生物發(fā)光和熒光兩種：
活體生物發(fā)光技術(shù)是指在小的哺乳動(dòng)物體內(nèi)利用報(bào)告基因（如熒光素酶基因）表達(dá)所產(chǎn)生的熒光素酶蛋白與其小分子底物熒光素在氧、Mg2+離子存在的條件下消耗ATP發(fā)生氧化反應(yīng)，將部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為可見光能釋放（這種光是由化學(xué)反應(yīng)而來，不需要激發(fā)光），因?yàn)槊看螣晒馑孛复呋磻?yīng)只能產(chǎn)生一個(gè)光子，這是肉眼無法觀察到的，因此需要應(yīng)用一個(gè)高靈敏度的制冷CCD相機(jī)以及特別設(shè)計(jì)的先進(jìn)成像系統(tǒng)，才可觀測并記錄到這些光子。
熒光技術(shù)是采用熒光報(bào)告基因 (GFP、RFP等) 或熒光染料（包括熒光量子點(diǎn)等新型納米標(biāo)記材料）進(jìn)行標(biāo)記，利用報(bào)告基因、熒光蛋白質(zhì)或染料產(chǎn)生的熒光，就可以形成體內(nèi)的生物光源。然后通過激發(fā)光激發(fā)熒光基團(tuán)到達(dá)高能量狀態(tài)，而后產(chǎn)生發(fā)射光，其波長范圍為450~650nm。熒光信號(hào)一般遠(yuǎn)強(qiáng)于生物發(fā)光，但非特異性熒光產(chǎn)生的背景噪聲使其信噪比非常低，需要高靈敏度的CCD相機(jī)才能檢測到穿透的光信號(hào)。
圖2 小鼠生物熒光成像圖（來源于網(wǎng)絡(luò)）
英國Raptor公司是一家總部位于北愛爾蘭的高科技公司，成立于2006年9月。其致力于設(shè)計(jì)和制造高性能、前沿的低照度科學(xué)級(jí)相機(jī)，其成熟的CCD、EMCCD、InGaAs、和X-Ray相機(jī)，在科研、監(jiān)控和天文等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
Raptor設(shè)計(jì)制造的Eagle深度制冷CCD相機(jī)，是目前具有高靈敏度的CCD相機(jī)之一。Eagle相機(jī)集合了超靈敏成像的許多關(guān)鍵因素，可適用于動(dòng)物活體成像，具體產(chǎn)品如下：

1
Eagle 42-40
?CCD傳感器真空保護(hù)
?高量子效率：QE>90%@ 525nm
?極低的暗電流，可至0.0001e/p/s
?采用E2V背照式傳感器，400萬像素大視場成像
?13.5μm x 13.5μm像素，超清晰圖像分辨率

2
Eagle 47-10
?CCD傳感器真空保護(hù)
?高量子效率：QE>90%@ 525nm
?極低的暗電流，可至0.0001e/p/s
?采用E2V背照式傳感器，100萬像素大視場成像
?13μm x 13μm像素，超清晰圖像分辨率
?C-mount集成快門

西安立鼎光電是Raptor公司中國區(qū)的代理商，負(fù)責(zé)該公司EMCCD相機(jī)、CCD相機(jī)、深度制冷短波紅外相機(jī)及X射線等產(chǎn)品在中國的市場推廣和技術(shù)支持。

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