揚(yáng)州神經(jīng)生物學(xué)光纖成像記錄技術(shù)原理

光纖成像技術(shù)具有損耗低、成本低等優(yōu)勢，因此，光纖成像技術(shù)較多應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、激光技術(shù)等領(lǐng)域。早期的光纖成像系統(tǒng)采用多根單模光纖組成的光纖束收集圖像，每一根單模光纖用于收集一個(gè)像素點(diǎn)的圖像。包含較多的單模光纖，導(dǎo)致光纖束的直徑較大，因此，為了提高光纖成像系統(tǒng)的微型化程度，可以將光纖成像系統(tǒng)中的光纖束替換為單根多模光纖。現(xiàn)有技術(shù)中的光纖成像系統(tǒng)仍包含多根多模光纖，若待成像物體所處環(huán)境的空間較窄，例如，待成像物體所處環(huán)境為血管，支氣管等，可能會(huì)導(dǎo)致該光纖成像系統(tǒng)中的多根多模光纖無法進(jìn)入待成像物體所處環(huán)境，也就無法獲取到待成像物體的圖像，導(dǎo)致光纖成像系統(tǒng)的適用范圍較窄。在體光纖成像記錄包含較多的單模光纖。揚(yáng)州神經(jīng)生物學(xué)光纖成像記錄技術(shù)原理

隨著熒光標(biāo)記技術(shù)和光學(xué)成像技術(shù)的發(fā)展, 在體生物光學(xué)成像（In vivo optical imaging）已經(jīng)發(fā)展 為一項(xiàng)嶄新的分子、 基因表達(dá)的分析檢測技術(shù)，在 生命科學(xué)、 醫(yī)學(xué)研究及藥物研發(fā)等領(lǐng)域得到較多應(yīng)用, 主要分為在體生物發(fā)光成像（Bioluminescence imaging，BLI） , 和在體熒光成像，在體光纖成像記錄（Fluorescence imaging）兩種成像方式。 在體生物發(fā)光成像采用熒光素酶基因標(biāo)記細(xì)胞或DNA, 在體熒光成像則采用熒光報(bào)告基團(tuán), 如綠色熒光蛋白, 紅色熒光蛋白等進(jìn)行標(biāo)記 ， 利用靈敏的光學(xué)檢測儀器, 如電荷耦合攝像機(jī) （CCD）, 觀測活的物體動(dòng)物體內(nèi)疾病的發(fā)生的發(fā)展、 壞掉的的生長及轉(zhuǎn)移、 基因的表達(dá)及反應(yīng)等生物學(xué)過程, 從而監(jiān)測活的物體生物體內(nèi)的細(xì)胞活動(dòng)和基因行為。黃山在體實(shí)時(shí)監(jiān)測單光纖成像技術(shù)在體光纖成像記錄可以達(dá)到很高的分辨率。

在體光纖成像記錄相干斷層掃描的局限性是單能掃描生物組織表面下1-2毫米的深度。這是由于深度越大，光線無散射的射出表面的比例就越小，以至于無法檢測到。但是在檢測過程中不需要樣品制備過程，成像過程也不需要接觸被成像的組織。更重要的是，設(shè)備產(chǎn)生的激光是對人眼安全的近紅外線，因此幾乎不會(huì)對組織造成傷害。使用光學(xué)反向散射或后向反射的測量成像組織的內(nèi)部橫截面微結(jié)構(gòu)，像在體外在人的視網(wǎng)膜上，并在一個(gè)其他的病因斑塊在透明，弱散射介質(zhì)和不透明的。

在體光纖成像記錄的應(yīng)用作為一項(xiàng)新興的分子、 基因表達(dá) 的分析 檢測技術(shù), 在體生物光學(xué)成像已成功應(yīng)用于生命科學(xué)、 生物醫(yī)學(xué)、 分子生物學(xué)和藥物研發(fā)等領(lǐng)域, 取得了大量研究成果, 主要包括：在體監(jiān)測壞掉的的生長和轉(zhuǎn)移、 基因療于中的基因表達(dá)、 機(jī)體的生理病理改變過程 以及進(jìn)行藥物的篩選和評價(jià)等，利用在體生物光學(xué)成像技術(shù), 通過熒光素酶或綠色熒光蛋白標(biāo)記壞掉的細(xì)胞, 可以 實(shí)時(shí)監(jiān)測被標(biāo)記壞掉的細(xì)胞在生物體內(nèi)生長、轉(zhuǎn)移、 對藥物的反應(yīng)等生理和 病理活動(dòng), 揭示壞掉的發(fā)生的發(fā)展的細(xì)胞和分子機(jī)制。在體光纖成像記錄生物醫(yī)學(xué)很多融合因素。

在體光纖成像記錄在軟組織傳播而成像，由于無輻射、操作簡單、圖像直觀、價(jià)格便宜等優(yōu)勢在臨床上較多應(yīng)用。在小動(dòng)物研究中，由于所達(dá)到組織深度的限制和成像的質(zhì)量容易受到骨或軟組織中的空氣的影響而產(chǎn)生假象。所以超聲不像其他動(dòng)物成像技術(shù)那樣應(yīng)用較多，應(yīng)用主要集中在生理結(jié)構(gòu)易受外界影響的膀胱和血管，此外小動(dòng)物超聲在轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的產(chǎn)前發(fā)育研究中有很大優(yōu)勢。隨著分子生物學(xué)及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，各種成像技術(shù)應(yīng)用更較多，成像系統(tǒng)要求能對的定量、分辨率高、標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化、綜合性、在系統(tǒng)中對分子活動(dòng)敏感并與其他分子檢測方式互相補(bǔ)償及整合。與此同時(shí)，作為動(dòng)物顯像的技術(shù)平臺(tái)，動(dòng)物成像技術(shù)將在生命科學(xué)、醫(yī)藥研究中發(fā)揮著越來越重要的作用。在體光纖成像記錄能夠反映細(xì)胞或基因表達(dá)的空間和時(shí)間分布。黃山在體實(shí)時(shí)監(jiān)測單光纖成像技術(shù)

在體光纖成像記錄需要許多數(shù)據(jù)點(diǎn)。揚(yáng)州神經(jīng)生物學(xué)光纖成像記錄技術(shù)原理

在體光纖成像記錄納米級成像受到所用光的波長的限制。有多種方法可以克服這一衍射極限，但它們通常需要大型顯微鏡和困難的加工程序?！边@些系統(tǒng)不適用于在生物組織的深層或其他難以到達(dá)的地方成像。在傳統(tǒng)的顯微鏡檢查中，通常會(huì)逐點(diǎn)照射樣品以產(chǎn)生整個(gè)樣品的圖像。這需要大量時(shí)間，因?yàn)楦叻直媛蕡D像需要許多數(shù)據(jù)點(diǎn)。壓縮成像要快得多，但是我們也證明了它能夠分辨比傳統(tǒng)衍射極限成像所能分辨的小兩倍以上的細(xì)節(jié)。開發(fā)考慮了微創(chuàng)生物成像。但這對于納米光刻技術(shù)中的傳感應(yīng)用也非常具有前途，因?yàn)樗恍枰獰晒鈽?biāo)記，而熒光標(biāo)記是其他超分辨率成像方法所必需的。揚(yáng)州神經(jīng)生物學(xué)光纖成像記錄技術(shù)原理