南通神经元光纤成像方案

研制小动物三维在体光纤成像记录，该成像设备以双光子激发成像模态为中心，有机融合光片照明显微成像模态，从细胞分子、结构图谱和功能回路多个层面系统多方面地提供生物体的神经回路信息。围绕小动物三维在体神经回路成像设备研制这一中心目标，将会涉及到成像设备、图像算法、软件平台、验证评价以及生物医学应用等多方面研究。从生物体在体神经回路深层和快速的成像要求出发，研制有机融合多光子深层激发成像模态和光片照明快速扫描显微成像模态于一体的小动物三维在体神经回路成像设备，研发适用于快速动态神经回路成像的影像信息处理与分析平台，建立小动物三维在体神经回路成像设备的医学生物验证评价体系，开展小动物预临床生物医学应用研究，为小动物脑疾病模型在体神经回路的机理研究提供成像方法和工具。在体光纤成像记录直接标记法不涉及细胞的遗传修饰。南通神经元光纤成像方案

传统成像大多依赖于肉眼可见的身体、生理和代谢过程在疾病状态下的变化，而不是了解疾病的特异性分子事件；在体光纤成像记录则是利用在体光纤成像记录目标并成像。这种从非特异性成像到特异性成像的变化，为疾病生物学、疾病早期检测、定性、评估和疗于带来了重大的影响。分子成像技术使活的物体动物体内成像成为可能，它的出现，归功于分子生物学和细胞生物学的发展、转基因动物模型的使用、新的成像药物的运用、高特异性的探针、小动物成像设备的发展等诸多因素。南通神经元光纤成像方案在体光纤成像记录能够对药物筛选及疗效进行评价。

在体光纤成像记录技术的问世，为解决这一困难提供了广阔的空间，将使药物在临床前研究中通过利用在体光纤成像记录的方法，获得更具体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，所以在体光纤成像记录将对新药研究的模式带来**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，在体光纤成像记录能对动物的性状进行查看检测，对表型进行直接观测和（定量）分析。免疫学与干细胞研究 ，细胞凋零 ，病理机制及病毒研究 ，基因表达和蛋白质之间相互作用 ，转基因动物模型构建 ，药效评估 ，药物甄选与预临床检验 ，药物配方与剂量管理 ，坏掉的学应用 ，生物光子学检测 ，食品监督与环境监督等。

小动物在体光纤成像记录具有灵敏度高、直观、操作简单、能同时观测多个实验标本，相比 PET、SPECT 无放射损害等优点，但也有其自身的缺陷，例如动物组织对光子吸收、空间分辨率较低等问题，因而仍需不断地完善和改进。小动物活的物体成像按成像性质属于功能成像，如何能更好地与结构成像技术相结合，使实验结果不但能够定量，而且还能精确定位，这是活的物体成像技术今后的发展方向之一。成像技术可以提供的数据有对的定量和相对定量两种。在体光纤成像记录硬件也有助于保证较高的成像质量。

在体光纤成像记录系统在成像速度和分辨率方面还存很多不足。在成像系统的传输矩阵测试阶段，必须采用SLM 实现相位调制，而SLM 器件的响应速度比较低，帧率只能达到几百赫兹，一些特殊的器件可以达到20 kHz，但对于像素为100pixel×100pixel的成像区域进行逐点成像，成像速率只能达到2 frame/s，在实际应用中有很大的局限性。SLM 器件的光效率较低，体积较大，不利于系统集成和结构微型化。单光纤成像系统需要预先测定光纤的传输特性(即光纤传输矩阵)，而传输矩阵会受光纤形态(如弯曲、压力和温度)的影响。如果光纤在使用过程中受到外界的扰动，那么传输矩阵会发生变化，对成像产生较大影响。在体光纤成像记录包含较多的单模光纤。扬州实时光纤记录

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。南通神经元光纤成像方案

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。南通神经元光纤成像方案