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生物成像知多少?這份盤點請看一下
2020年05月27日 16:05:51 來源:化工儀器網(wǎng) 點擊量:5922

我們都知道,當代是生物學的世紀。但其實,生物學的發(fā)展和新學科分支的形成,離不開研究方法的創(chuàng)新和進步。當代生命科學領域的發(fā)展更需要高新技術的支撐和推動,也有許多難題的解密有賴于技術手段的改進。其中生物成像技術,憑借其觀察生命現(xiàn)象和內在過程,并揭示其差異變化的功能越來越受到研究人員的重視。

  【化工儀器網(wǎng) Chem17盤點】我們都知道,當代是生物學的世紀。但其實,生物學的發(fā)展和新學科分支的形成,離不開研究方法的創(chuàng)新和進步。當代生命科學領域的發(fā)展更需要高新技術的支撐和推動,也有許多難題的解密有賴于技術手段的改進。其中生物成像技術,憑借其觀察生命現(xiàn)象和內在過程,并揭示其差異變化的功能越來越受到研究人員的重視。
 
  早在20世紀初至20世紀30年代,就有多項諾貝爾獎與顯微成像技術相關。近幾年來,成像技術更是發(fā)展迅猛,新技術層出不窮。生物成像技術是生物結構和功能研究直接、有效的方法,為醫(yī)學研究領域提供了很大幫助。發(fā)展至今,運用在醫(yī)學中的生物成像技術已經(jīng)有很多種,小編就其中四種,為大家梳理一下相關知識。
 
熒光成像
 
  熒光成像的理論基礎,是熒光物質被激發(fā)后所發(fā)射的熒光信號的強度,在一定的范圍內與熒光素的量成線性關系。熒光成像系統(tǒng)包括熒光信號激發(fā)系統(tǒng)(激發(fā)光源、光路傳輸組件)、熒光信號收集組件、信號檢測以及放大系統(tǒng)。市場上,運用熒光成像技術的常見儀器主要為熒光分光光度計(主要用于得到熒光激發(fā)和發(fā)射光譜,熒光壽命,量子產(chǎn)率等數(shù)據(jù))、激光共聚焦顯微鏡(主要用于細胞熒光成像)、活體成像系統(tǒng)(主要用于動物體內熒光成像)。
 
  優(yōu)點:成本較低,靈敏度高,可以做多色成像,操作較簡單。
 
  缺點:空間分辨率較低,組織滲透性較差,一般只能做到表層。
 
磁共振成像
 
  磁共振成像是根據(jù)有磁距的原子核在磁場作用下,能產(chǎn)生能級間的躍遷的原理而采用的一項新檢查技術,利用外磁場和物體的相互作用來成像。MRI系統(tǒng)主要由三大基本構件組成,即磁體部分、磁共振波譜儀部分、數(shù)據(jù)處理和圖像重建部分。這種技術是斷層成像的一種,它利用磁共振現(xiàn)象從人體中獲得電磁信號,并重建出人體信息。運用磁共振成像技術的常用儀器主要是磁共振掃描儀(用于體外模擬環(huán)境和活體成像)。
 
  優(yōu)點:空間分辨率高,不受組織穿透能力的限制;由于是磁場成像,無放射性,對人體無害。
 
  缺點:花費成本較高,靈敏度較低,需要成像檢測時間較長,不能定量分析,T1、T2以及質子密度測量運算麻煩、可比性差。
 
光熱成像
 
  光熱成像技術是根據(jù)所有物體都發(fā)熱這一事實來實現(xiàn)的。盡管許多物體從外表看不出什么,但在其上仍有冷熱之分。借助熱圖上的顏色可以看到溫度的分布,紅色、粉紅表示比較高的溫度,藍色和綠色表示了較低的溫度。其工作的主要依靠紅外輻射能量,常見儀器為紅外熱成像儀。
 
  優(yōu)點:良好的溫度靈敏度,可實時監(jiān)測
 
  缺點:空間分辨率較差
 
拉曼成像
 
  拉曼成像技術是新一代快速、高精度、面掃描激光拉曼技術,它將共聚焦顯微鏡技術與激光拉曼光譜技術完美結合。作為第三代拉曼技術,拉曼光譜成像上的每一個像元,都對應于一條完整的拉曼光譜,這些數(shù)百、數(shù)千甚至數(shù)百萬條光譜綜合在一起,就產(chǎn)生了一幅反映材料的成分和結構的偽彩圖像。其中,激光共聚焦顯微拉曼光譜成像系統(tǒng)便是運用了這種技術。
 
  優(yōu)點:分辨率高,掃描速度快,可避免組織自發(fā)熒光問題,可定性定量定位分析,可提供樣品的化學成分、分子結構、結晶度和應變應力等重要的生化信息
 
  缺點:受光學成像穿透深度的限制,拉曼成像方法主要適用于活體淺表以及離體組織檢測;數(shù)據(jù)采集以及處理時間較長
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