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时间:2022年06月04日 来源:

在体光纤成像记录成像系统是典型的在体荧光成像系统, 主要 CCD 相机、 成像暗箱、 激光器、 激发和发射 滤光片、 恒温台、 气体麻醉系统、数据采集的计算机、 数据处理软件等组成。将小动物放置到成像暗箱中, 利用高性能的制冷对活的物体小动物某个特定位置的发光进行投影成像, 探测从小动物体内系统发射出的低水平荧光信号, 然后将得到的投影图像与小动物的普通图像进行叠加, 从而实现对小动物某个特定位置 的生物荧光进行量化, 井且可以重复进行。在体光纤成像记录用神经元群体的荧光强度。汕头神经生物学单光纤成像技术网站

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在体光纤成像记录人类大量的复杂行为主要取决于上千亿个神经元组成的精确神经环路,而神经环路的建立依赖于神经元之间突触连接的形成。突触是神经元交流的关键结构,只有通过突触连接,神经元之间以及神经元和靶向细胞(包括肌肉,腺体分析的细胞)才能有效的传递信号,因此突触连接是神经信息传递的关键结构。当突触的发育或者形成后维持发生异常,将会导致某些神经退行性疾病的发生,比如精神分裂症和自闭症。类似于线虫的模式生物在体光纤成像记录,成像系统需要具备以下几个方面的功能: 线虫对光非常敏感,在进行共聚焦成像时,需要尽量使用低的激发光强度,低激发光带来的荧光信号的降低,获得更高信噪比的图像,要求共聚焦系统具有较高的灵敏度。汕头神经生物学单光纤成像技术网站现有技术中的在体光纤成像记录系统仍包含多根多模光纤。

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在体光纤成像记录相干断层扫描的局限性是单能扫描生物组织表面下1-2毫米的深度。这是由于深度越大,光线无散射的射出表面的比例就越小,以至于无法检测到。但是在检测过程中不需要样品制备过程,成像过程也不需要接触被成像的组织。更重要的是,设备产生的激光是对人眼安全的近红外线,因此几乎不会对组织造成伤害。使用光学反向散射或后向反射的测量成像组织的内部横截面微结构,像在体外在人的视网膜上,并在一个其他的病因斑块在透明,弱散射介质和不透明的。

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。在体光纤成像记录利用生物发光技术进行动物体内检测。

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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反映细胞或基因表达的空间和时间分布。汕头神经生物学单光纤成像技术网站

在体光纤成像记录不需要扫描器件。汕头神经生物学单光纤成像技术网站

在体光纤成像记录用于生成首先一光束,以使所述首先一光束经过所述首先一多模光纤到达所述光纤耦合器,并经过所述第三多模光纤照射至待成像物体;所述首先一光束经所述待成像物体反射得到第二光束,所述第二光束经过所述第三多模光纤到达所述光纤耦合器,并经过所述第二多模光纤到达所述图像采集装置;所述图像采集装置,用于根据所述第二光束,生成所述待成像物体的初始图像。可选的,所述光纤成像系统还包括:扩束器和衰减器;所述扩束器位于所述激光器与所述首先一多模光纤之间;所述衰减器位于所述扩束器与所述首先一多模光纤之间;所述激光器的输出端口的中心点、所述扩束器的中心点、所述衰减器的中心点,以及所述首先一多模光纤的另一端的中心点位于同一直线上。汕头神经生物学单光纤成像技术网站

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