2025年小动物成像仪实验报告.pdfVIP

臣心一片磁针石，不指南方不肯休。——文天祥

小动物成像仪实验报告

根据目前的统计结果，由于进入临床研究的药物中大部分因为安

全问题而终止，导致了在临床研究中大量的资金浪费，而分子成像技

术的问世，为解决这一难题提供了广阔的空间，将使药物在临床前研

究中通过利用分子成像的方法，获得更详细的分子或基因述水平的数

据，这是用传统的方法无法了解的领域，所以分子成像将对新药研究

的模式带来革命性变革。其次，在转基因动物、动物基因打靶或制药

研究过程中，分子成像能对动物的性状进行跟踪检测，对表型进行直

接观测和（定量）分析；分子成像技术主要分为光学成像、核素成像、

磁共振成像和超声成像、CT成像。

光学成像

活体动物体内光学成像(OpticalinvivoImaging)主要采用生

物发光（bioluminescence）与荧光（fluorescence）两种技术。生

物发光是用荧光素酶基因标记细胞或DNA，而荧光技术则采用荧光报

告基团（GFP、RFP,及dyes等）进行标记。利用一套非常灵敏的光

学检测仪器，让研究人员能够直接监控活体生物体内的细胞活动和基

因行为。

通过这个系统，可以观测活体动物体内肿瘤的生长及转移、感染

性疾病发展过程、特定基因的表达等生物学过程。传统的动物实验方

法需要在不同的时间点宰杀实验动物以获得数据,得到多个时间点

的实验结果。相比之下，可见光体内成像通过对同一组实验对象在不

同时间点进行记录，跟踪同一观察目标（标记细胞及基因）的移动及

以铜为镜，可以正衣冠；以古为镜，可以知兴替；以人为镜，可以明得失。——《旧唐书·魏征列传》

变化，所得的数据更加真实可信。另外,这一技术对肿瘤微小转移灶

的检测灵敏度极高，不涉及放射性物质和方法,非常安全。因其操

作极其简单、所得结果直观、灵敏度高等特点,在刚刚发展起来的几

年时间内，已广泛应用于生命科学、医学研究及药物开发等方面。

基因、细胞和活体动物都可被荧光素酶基因标记。标记细胞的方

法基本上是通过分子生物学克隆技术,将荧光素酶的基因插到预期

观察的细胞的染色体内，通过单克隆细胞技术的筛选,培养出能稳定

表达荧光素酶的细胞株。目前,常用的细胞株基本上都已标记好,市

场上已有销售。将标记好的细胞注入小鼠体内后,观测前需要注射

荧光素酶的底物—荧光素，为约280道尔顿的小分子。荧光素脂溶性

非常好,很容易透过血脑屏障。注射一次荧光素能保持小鼠体内荧光

素酶标记的细胞发光30-45分钟。每次荧光素酶催化反应只产生一个

光子，这是肉眼无法观察到的，应用一个高度灵敏的制冷CCD相机及

特别设计的成像暗箱和成像软件，可观测并记录到这些光子。

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现象，而且不同类型的细胞和组织吸收光子的特

性并不一样。在偏红光区域,大量的光可以穿过组织和皮肤而被检测

到。利用灵敏的活体成像系统最少可以看到皮下的500个细胞，当然，

由于发光源在老鼠体内深度的不同可看到的最少细胞数是不同的。在

相同的深度情况下,检测到的发光强度和细胞的数量具有非常好的

线性关系。可见光体内成像技术的基本原理在于光可以穿透实验动物

的组织并且可由仪器量化检测到的光强度，同时反映出细胞的数量。

以铜为镜，可以正衣冠；以古为镜，可以知兴替；以人为镜，可以明得失。——《旧唐书·魏征列传》

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