在体光纤成像记录的优点可以非侵入性,实时连续动态监测体内的各种生物学过程,从而可以减少实验动物数量,及降低个体间差异的影响;由于背景噪声低,所以具有较高的敏感性;不需要外源性激发光,避免对体内正常细胞造成损伤,有利于长期观察;此外还有无放射性等其他优点。然而生物发光也有自身的不足之处:例如波长依赖性的组织穿透能力,光在哺乳动物组织内传播时会被散射和吸收,光子遇到细胞膜和细胞质时会发生折射,而且不同类型的细胞和组织吸收光子的特性也不尽相同,其中血红蛋白是吸收光子的主要物质;由于是在体外检测体内发出的信号,因而受到体内发光源位置及深度影响;另外还需要外源性提供各种荧光素酶的底物,且底物在体内的分布与药动力学也会影响信号的产生;由于荧光素酶催化的生化反应需要氧气、镁离子及 ATP 等物质的参与,受到体内环境状态的影响。医生可以在体光纤成像记录直观地进行诊断和分析。舟山蛋白病毒单光纤成像技术
在体生物发光成像不需要外部光源激发, 自发荧光少,而在体光纤成像记录,需要特定波长的外部激发光源激发, 自发荧光较多, 故前者比后者灵敏度更高, 在体生物发光断层成像原型系统, 主要由 CCD相机、 固定小动物的支架、 控制装置 (使支架水平运动、 垂直运动或旋转) 、完全密闭的不透光的成像暗箱等组成。将小动物麻醉后固定在支架上, 并置于成像暗箱中, 由控制装置带动支架沿水平方向运动、 垂直方向运动或旋转, 利用相机从多个不同角度和位置对活的物体小动物的生物发光现象进行投影成像 然后将采集到的数据信息传输到计算机中, 并采用特定的图像重建算法定位动物体内的发光光源, 得到活的物体动物体内发光光源的精确位置信息。舟山蛋白病毒单光纤成像技术在体光纤成像记录都需要光学技术配合生物样本的特性发展。
在体光纤成像记录科研人员从光源扫描方式、光束偏转方式和重建算法等方面开展研究。采用一个点阵光源,用电控的方法扫描不同方向的光束。与现有的振镜扫描系统相比,该方法结构紧凑,扫描速度快,可以实现系统集成。利用声光偏转器件可实现光束偏转,并结合波导器件实现多模光纤成像。对于单光纤成像系统,尽管实际测量时只需拍摄一次图像,但在传输矩阵的构建、相位场的计算以及图像重建过程中,计算量大、计算时间长,因此新的算法也在不断被研究。目前单光纤成像技术水平与实际应用需求之间还有较大距离,但成像方法和关键部件技术的快速进步为将来实现小型化、全固态和算法嵌入提供了有力支持。
在体光纤成像记录可见光成像体内可见光成像包括生物发光与荧光两种技术。生物发光是用荧光素酶基因标记DNA,利用其产生的蛋白酶与相应底物发生生化反应产生生物体内的光信号;而荧光技术则采用荧光报告基因(GFP、RFP)或荧光染料(包括荧光量子点)等新型纳米标记材料进行标记,利用报告基因产生的生物发光、荧光蛋白质或染料产生的荧光就可以形成体内的生物光源。前者是动物体内的自发荧光,不需要激发光源,而后者则需要外界激发光源的激发。基于在体光纤成像记录在使用中必须弯曲和移动。
在体光纤成像记录能够同时测量多个光纤源的光偏振态,开启了在许多应用中通过控制偏振态创造的反馈回路的可能性。例如,高功率的激光放大器和那些依赖于融合多个相同性质激光束产生高密度局部化光束的无透镜成像。偏振是实现高的度激光束控制的关键特性之一。此外,在光学成像的应用中,基于多芯光纤的内窥镜在使用中必须弯曲和移动。对每个光纤的光偏振态的实时监测将使科学家能够控制并精确光纤激光束,以实现高分辨率图像。在这项研究中,研究人员将这两种技术应用于两种类型的多芯光纤:保偏多芯光纤和由475个光纤芯组成的传统光纤束。在体光纤成像记录包含较多的单模光纤。舟山蛋白病毒单光纤成像技术
在体光纤成像记录的传感应用也非常具有前途。舟山蛋白病毒单光纤成像技术
在体光纤成像记录对于成像结果的处理,需要依赖专业的图像分析软件,分割出目的信号和背景噪声,获得准确的荧光强度值。光学成像方法可分为基于荧光的方法和基于生物发光的方法。光学相对于设备小且较便宜。活的物体显微成像的缺点是它的有创性,因为需要通过手术创造一个窗口来观察感兴趣的结构和组织。宏观层析荧光成像可以无创、定量和三维方式测定荧光,但其空间分辨率比活的物体显微镜低(约1毫米)。光学成像的根本缺点是光的组织穿透率低。由于吸收和散射,荧光发射的可见光谱中的光只能穿透几百微米的组织。这个问题限制了大多数光学方法在小动物或人类表面结构研究中的应用。使用近红外光谱能够提高信号的组织穿透能力,并能降低了组织的自体荧光。舟山蛋白病毒单光纤成像技术