南京钙荧光单光纤成像技术应用

时间:2022年04月25日 来源:

小动物在体光纤成像记录图像处理软件除了提供含有光子强度标尺的成像图片外,还能计算分析发光面积、总光子数、光子强度的相关参数供实验者参考。原则上,如预实验时拍摄出图片非特异性杂点多,需降低曝光时间;反之,如信号过弱可适当延长曝光时间。但曝光时间的延长,不单增加了目的信号,对于背景噪音也存在一个放大效应。同一批实验应保持一致的曝光时间,同时还应保持标本相对位置和形态的一致,从而减少实验误差。进行荧光成像时,实验者可选择背景荧光低不容易反光的黑纸放在动物标本身下,减少金属载物台的反射干扰。在体光纤成像记录要求共聚焦系统具有较高的灵敏度。南京钙荧光单光纤成像技术应用

南京钙荧光单光纤成像技术应用,在体光纤成像记录

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。扬州实时光纤记录应用偏振是实现在体光纤成像记录的关键特性之一。

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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,若待成像物体所处环境的空间较窄,可能会导致该光纤成像系统中的多根多模光纤无法进入待成像物体所处环境,也就无法获取到待成像物体的图像,导致光纤成像系统的适用范围较窄。提供的光纤成像系统靠近待成像物体一侧只包含一根多模光纤即第三多模光纤,相对于现有技术,能够减少进入待成像物体所处环境的光纤的数目。因此,基于本发明实施例提供的光纤成像系统,也就能够获取到所处环境的空间较窄的待成像物体的图像,进而,可以提高光纤成像系统的适用范围。

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。在体光纤成像记录被标记坏掉的细胞在生物体内生长。

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在体光纤成像记录荧光素酶的每个催化反应只产生一个光 子 , 通常肉眼无法直接观察到, 而且光子在强散射性的生物组织中传输时, 将会发生吸收、 散射、 反射、 透射等大量光学行为 。 因此,必须采用高 灵敏度的光学检测仪器( 如CCD camera)采集并定量检测生物体内所发射的光子数量, 然后将其转换成图像, 在体生物发光成像中的发光光谱范围通常为可见光到 近红外光波段, 哺乳动物体内血红蛋白主要吸收可见光, 水和脂质主要吸收红外线, 但对波长为 590~1500nm的红光至近红外线吸收能力则较差, 因此, 大部分波长超过600nm的红光, 经过散射、吸收后能够穿透哺乳动物组织, 被生物体外的高灵敏光学检测仪器探测到, 这是在体生物发光成像的理论基础。在体光纤成像记录提供含有光子强度标尺的成像图片。南京钙荧光单光纤成像技术应用

在体光纤成像记录可分为基于荧光的方法和基于生物发光的方法。南京钙荧光单光纤成像技术应用

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。南京钙荧光单光纤成像技术应用

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