神经生物学神经元活动记录技术方案

根据在体光纤成像记录成像方式的不同, 在体生物发光成像主要有生物发光成像,和生物发光断层成像两种。其中,输出是二维图像, 即生物体外探测器上采集的光学信号，其原理简单、 使用方便快捷, 适用于 定性分析及简单的定量计算, 但无法获得生物体内发光光源的深度信息, 难以实现光源的准确定位。 而成像系统则利用 多个生物体外探测器上采集的光学信号, 根据断层成像的原理, 采用特定的 反演算法 ，得到活的物体小动物体 内发光光源的精确位置信息。目前, BLT的光源定位和生物组织光学特性参数的反演问题 已经成为国内外在体生物光学成像研究的重点和难点之一, 但还限于于实验室研究阶段, 没有达到临床实验的阶段, 所 以尚未有成熟的成像系统。在体光纤成像记录用神经元群体的荧光强度。神经生物学神经元活动记录技术方案

在体光纤成像记录分辨率和对比度是成像质量的重要组成部分，分辨率指成像系统所能重现的被测物体细节的数量，对比度则是成像系统所产生的被测物体与其背景之间的灰度差别。摄像头、镜头和灯光是决定分辨率和对比度的重要因素。成像系统所需较小像素分辨率可由下式计算：较小分辨率=(物件较长端长度/较小特征尺寸)×2以条形码为例，假如较长端长度为60mm，较小特征尺寸是0.2mm，那么根据上式可算出其较小分辨率应该是(60/0.2)×2=600镜头焦距是分辨率另一种表现形式。镇江神经元成像光纤应用在体光纤成像记录要求共聚焦系统具有较高的灵敏度。

在体光纤成像记录和传统的体外成像或细胞培养相比有着明显优点。首先，在体光纤成像记录能够反映细胞或基因表达的空间和时间分布，从而了解活的物体动物体内的相关生物学过程、特异性基因功能和相互作用。由于可以对同一个研究个体进行长时间反复查看成像，既可以进步数据的可比性，避免个体差异对试验结果的可影响，又不需要杀死模式动物，节省了大笔科研用度。第三，尤其在药物开发方面，在体光纤成像记录更是具有划时代的意义。根据统计结果，由于进进临床研究的药物中大部分由于安全题目而终止，导致了在临床研究中大量的资金浪费。

在体光纤成像记录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。在体外将荧光探针与细胞共孵育后注射入体内，用规定波长的光激发荧光探针，较后用高灵敏度的摄像机记录发射的光子。有机荧光染料价格低廉，毒性可控，但当观察时间较长时，容易发生光漂白。量子点具有高度的光稳定性，有望代替传统荧光探针。但由于大多数量子点都含有镉，限制了其临床应用。在体光纤成像记录需要许多数据点。

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。在体光纤成像记录能够对药物筛选及疗效进行评价。镇江神经元成像光纤应用

在体光纤成像记录有望代替传统荧光探针。神经生物学神经元活动记录技术方案

在体光纤成像记录增大视场可以提高成像光谱仪的工作效率,大视场宽覆盖是下一代成像光谱仪的发展趋势。视场增大通常会导致遥感器质量和体积的增加,如何在获得大视场的同时具有小型化与轻量化的结构是每个成像光谱仪设计者应该权衡的问题。为了突破成像光谱仪质量与体积对视场的限制,提出使用光纤传像束代替色散型成像光谱仪中的狭缝来链接望远镜和光谱仪组成光纤成像光谱仪。利用线列光纤传像束柔软可拆分的特点,将望远镜的线性大视场拆分为若干个小视场,将它们折叠分离放置于光谱仪物面上,经过光谱仪分光成像至同一焦平面上。神经生物学神经元活动记录技术方案