神经生物学光纤成像记录原理

在体光纤成像记录的应用作为一项新兴的分子、 基因表达 的分析 检测技术, 在体生物光学成像已成功应用于生命科学、 生物医学、 分子生物学和药物研发等领域, 取得了大量研究成果, 主要包括：在体监测坏掉的的生长和转移、 基因疗于中的基因表达、 机体的生理病理改变过程 以及进行药物的筛选和评价等，利用在体生物光学成像技术, 通过荧光素酶或绿色荧光蛋白标记坏掉的细胞, 可以 实时监测被标记坏掉的细胞在生物体内生长、转移、 对药物的反应等生理和 病理活动, 揭示坏掉的发生的发展的细胞和分子机制。在体光纤成像记录可以达到很高的分辨率。神经生物学光纤成像记录原理

在体光纤成像记录，指的是利用光学的探测手段结合光学探测分子对细胞或者组织甚至生物体进行成像，来获得其中的生物学信息的方法。传统的动物实验方法需要在不同的时间点处死实验动物，以获得多个时间点的实验数据。而在体光纤成像记录则可以对同一观察目标进行连续的查看并记录其变化，从而达到简化实验的目的。光在体内组织中传播时会被散射和吸收，血红蛋白吸收可见光中蓝绿光波段的大部分，但是波长大于600nm的红光波段无法被其吸收，可以穿过组织和皮肤被检测到。在相同的深度情况下，检测到的发光强度和细胞数量具有线性关系。光源的发光强度随深度增加而衰减，血液丰富的组织/系统衰减多，与骨骼相邻的组织/系统衰减少。东莞蛋白病毒神经元活动记录技术在体光纤成像记录中的光纤束替换为单根多模光纤。

在体光纤成像记录的应用，揭示机体的生理病理改变过程，目前, 在体生物光学成像技术己成功应用于 干细胞移植、 坏掉的免疫、 毒血症、 风湿性关节炎、 皮炎等发病机制的研究中, 可以实时监测生物机体的生理、病理改变过程, 具有重要的临床意义。药物的筛选和评价的应用目前 , 转基因动物模型己大量应用于病理研究、药物研发、 药物筛选和药物评价等领域。通过体外基因转染或直接注射等手段, 将荧光素酶或绿色荧光蛋 自等报告基因标记在生物体内的任何细胞， 如：坏掉的细胞、 造血细胞等上, 采用在体生物光学成像技术对其示踪, 了解细胞在生物体内的转移规律,不单能够检测转基因动物体 内的基因表达或 内源性基因的活性和功能, 而且能够对药物筛选及疗效进行评价。

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。在体光纤成像记录其他行为学实验（摄像拍摄，奖励设备等）同步时间标记。

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。在体光纤成像记录几乎不会对组织造成伤害。东莞蛋白病毒神经元活动记录技术

医生可以在体光纤成像记录直观地进行诊断和分析。神经生物学光纤成像记录原理

随着荧光标记技术和光学成像技术的发展, 在体生物光学成像（In vivo optical imaging）已经发展 为一项崭新的分子、 基因表达的分析检测技术，在 生命科学、 医学研究及药物研发等领域得到较多应用, 主要分为在体生物发光成像（Bioluminescence imaging，BLI） , 和在体荧光成像，在体光纤成像记录（Fluorescence imaging）两种成像方式。 在体生物发光成像采用荧光素酶基因标记细胞或DNA, 在体荧光成像则采用荧光报告基团, 如绿色荧光蛋白, 红色荧光蛋白等进行标记 ， 利用灵敏的光学检测仪器, 如电荷耦合摄像机 （CCD）, 观测活的物体动物体内疾病的发生的发展、 坏掉的的生长及转移、 基因的表达及反应等生物学过程, 从而监测活的物体生物体内的细胞活动和基因行为。神经生物学光纤成像记录原理