南京在體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)神經(jīng)元活動(dòng)記錄技術(shù)方案

在體光纖成像記錄的根本缺點(diǎn)是光的組織穿透率低。由于吸收和散射，熒光發(fā)射的可見光譜中的光只能穿透幾百微米的組織。這個(gè)問題限制了大多數(shù)光學(xué)方法在小動(dòng)物或人類表面結(jié)構(gòu)研究中的應(yīng)用。使用近紅外光譜能夠提高信號(hào)的組織穿透能力，并能降低了組織的自體熒光。在體外將熒光探針與細(xì)胞共孵育后注射入體內(nèi)，用規(guī)定波長(zhǎng)的光激發(fā)熒光探針，較后用高靈敏度的攝像機(jī)記錄發(fā)射的光子。有機(jī)熒光染料價(jià)格低廉，毒性可控，但當(dāng)觀察時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，容易發(fā)生光漂白。量子點(diǎn)具有高度的光穩(wěn)定性，有望代替?zhèn)鹘y(tǒng)熒光探針。但由于大多數(shù)量子點(diǎn)都含有鎘，限制了其臨床應(yīng)用。在體光纖成像記錄能夠聚集在特定的組織系統(tǒng)。南京在體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)神經(jīng)元活動(dòng)記錄技術(shù)方案

近幾年，光纖成像已成為研究熱點(diǎn)，如光纖共焦顯微成像、在體光纖成像記錄，光纖多（雙)光子成像和光纖光學(xué)相干層析成像（OCT)等。在這些光纖成像系統(tǒng)中，光纖起到光能量傳輸?shù)牡淖饔?。為?shí)現(xiàn)成像，需要將光束聚焦成很小的光點(diǎn)，并利用機(jī)械或光學(xué)掃描器件對(duì)被測(cè)目標(biāo)進(jìn)行二維（或三維）掃描，再通過圖像合成形成掃描的圖像。單光纖成像技術(shù)利用單根多模光纖傳輸包含二維（或三維）圖像信息的光場(chǎng)，包括強(qiáng)度分布、相位分布和光束波前等信息。單光纖成像技術(shù)不需要掃描器件，通過一次成像就可獲取整個(gè)圖像，因此又稱為寬場(chǎng)顯微成像。上海在體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)神經(jīng)元活動(dòng)記錄技術(shù)服務(wù)公司在體光纖成像記錄提供含有光子強(qiáng)度標(biāo)尺的成像圖片。

在體光纖成像記錄是了解生物體組織結(jié)構(gòu)，闡明生物體各種生理功能的一種重要研究手段。它利用光學(xué)或電子顯微鏡直接獲得生物細(xì)胞和組織的微觀結(jié)構(gòu)圖像，通過對(duì)所得圖像的分析來了解生物細(xì)胞的各種生理過程。近年來，隨著光學(xué)成像技術(shù)的發(fā)展，尤其是數(shù)字化成像技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖像分析技術(shù)的引進(jìn)，生物成像技術(shù)已經(jīng)成為細(xì)胞生物學(xué)研究中不可或缺的方法。未來生物成像技術(shù)的發(fā)展除了進(jìn)一步提高圖像的分辨率外，還需要增強(qiáng)成像的實(shí)時(shí)性和連續(xù)性，以期實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)生物功能分子的體內(nèi)連續(xù)追蹤，詳細(xì)地記錄其生理過程，從而完全揭示其生物學(xué)功能。另外，生物成像技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用也越來越受到重視，發(fā)展無損傷的體內(nèi)成像技術(shù)是其在疾病診斷中較多應(yīng)用的重要前提。

在體光纖成像記錄是基于多模光纖的微弱熒光信號(hào)檢測(cè)和記錄系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的激發(fā)熒光，并檢測(cè)熒光信號(hào)的微弱變化。用于在體記錄動(dòng)物群體神經(jīng)元活動(dòng)鈣信號(hào)的動(dòng)態(tài)變化，在腦功能研究中具有較多的用途，其具體特點(diǎn)和應(yīng)用如下：1、儀器高度集成化，只需一臺(tái)儀器，配合光纖記錄系統(tǒng)電腦端軟件則可以進(jìn)行實(shí)時(shí)的記錄及數(shù)據(jù)分析，實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單便捷，實(shí)驗(yàn)前無需調(diào)試設(shè)備；2、儀器穩(wěn)定性及可移動(dòng)性強(qiáng)，較高有4通道版本，可同時(shí)記錄4只動(dòng)物或一只動(dòng)物4個(gè)位點(diǎn)。較高采樣率達(dá)20000 HZ，信噪比高。3、所有傳輸光路通過光纖耦合，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，同時(shí)不受外界光纖干擾。在體光纖成像記錄檢測(cè)熒光信號(hào)的微弱變化。

對(duì)生物體內(nèi)的突觸結(jié)構(gòu)和蛋白進(jìn)行空間分布的研究時(shí)，成像系統(tǒng)需要具備高的成像速度，防止出現(xiàn)生物體移動(dòng)造成的重影現(xiàn)象；成像的超高動(dòng)態(tài)范圍和熒光信號(hào)的超高線性度：像的熒光強(qiáng)度計(jì)數(shù)需要具有對(duì)的的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義證明實(shí)驗(yàn)結(jié)論的正確性，因此圖像的熒光強(qiáng)度值必須能夠精確反映體內(nèi)蛋白、基因濃度的高低，這需要檢測(cè)器具有超高的動(dòng)態(tài)范圍能夠同時(shí)記錄強(qiáng)信號(hào)和弱信號(hào)，并且在此動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)圖像計(jì)數(shù)值與真實(shí)的熒光信號(hào)對(duì)的線性變化以正確反映蛋白、基因的濃度?；谠隗w光纖成像記錄在使用中必須彎曲和移動(dòng)。珠海神經(jīng)生物學(xué)成像光纖

在體光纖成像記錄和散射介質(zhì)成像的機(jī)理既有關(guān)聯(lián)。南京在體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)神經(jīng)元活動(dòng)記錄技術(shù)方案

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(jiǎn)單、圖像直觀、價(jià)格便宜等優(yōu)勢(shì)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(shì)。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(duì)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(duì)分子活動(dòng)敏感并與其他分子檢測(cè)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。南京在體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)神經(jīng)元活動(dòng)記錄技術(shù)方案