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生物成像知多少这份盘点请看一下0

2022-04-27 来源:黄冈农业机械网

生物成像知多少?这份盘点请看一下

我们都知道,当代是生物学的世纪。但其实,生物学的发展和新学科分支的形成,离不开研究方法的创新和进步。当代生命科学领域的发展更需要高新技术的支撑和推动,也有许多难题的解密有赖于技术手段的改进。其中生物成像技术,凭借其观察生命现象和内在过程,并揭示其差异变化的功能越来越受到研究人员的重视。

早在20世纪初至20世纪30年代,就有多项诺贝尔奖与显微成像技术相关。近几年来,成像技术更是发展迅猛,新技术层出不穷。生物成像技术是生物结构和功能研究最直接、最有效的方法,为医学研究领域提供了很大帮助。发展至今,运用在医学中的生物成像技术已经有很多种,小编就其中四种,为大家梳理一下相关知识。

荧光成像

荧光成像的理论基础,是荧光物质被激发后所发射的荧光信号的强度,在一定的范围内与荧光素的量成线性关系。荧光成像系统包括荧光信号激发系统(激发光源、光路传输组件)、荧光信号收集组件、信号检测以及放大系统。市场上,运用荧光成像技术的常见仪器主要为荧光分光光度计(主要用于得到荧光激发和发射光谱,荧光寿命,量子产率等数据)、激光共聚焦显微镜(主要用于细胞荧光成像)、活体成像系统(主要用于动物体内荧光成像)。

优点:成本较低,灵敏度高,可以做多色成像,操作较简单。

缺点:空间分辨率较低,组织渗透性较差,一般只能做到表层。

磁共振成像

磁共振成像是根据有磁距的原子核在磁场作用下,能产生能级间的跃迁的原理而采用的一项新检查技术,利用外磁场和物体的相互作用来成像。MRI系统主要由三大基本构件组成,即磁体部分、磁共振波谱仪部分、数据处理和图像重建部分。这种技术是断层成像的一种,它利用磁共振现象从人体中获得电磁信号,并重建出人体信息。运用磁共振成像技术的常用仪器主要是磁共振扫描仪(用于体外模拟环境和活体成像)。

优点:空间分辨率高,不受组织穿透能力的限制;由于是磁场成像,无放射性,对人体无害。

缺点:花费成本较高,灵敏度较低,需要成像检测时间较长,不能定量分析,T1、T2以及质子密度测量运算麻烦、可比性差。

光热成像

光热成像技术是根据所有物体都发热这一事实来实现的。尽管许多物体从外表看不出什么,但在其上仍有冷热之分。借助热图上的颜色可以看到温度的分布,红色、粉红表示比较高的温度,蓝色和绿色表示了较低的温度。其工作的主要依靠红外辐射能量,常见仪器为红外热成像仪。

优点:良好的温度灵敏度,可实时监测

缺点:空间分辨率较差

拉曼成像

拉曼成像技术是新一代快速、高精度、面扫描激光拉曼技术,它将共聚焦显微镜技术与激光拉曼光谱技术完美结合。作为第三代拉曼技术,拉曼光谱成像上的每一个像元,都对应于一条完整的拉曼光谱,这些数百、数千甚至数百万条光谱综合在一起,就产生了一幅反映材料的成分和结构的伪彩图像。其中,激光共聚焦显微拉曼光谱成像系统便是运用了这种技术。

优点:分辨率高,扫描速度快,可避免组织自发荧光问题,可定性定量定位分析,可提供样品的化学成分、分子结构、结晶度和应变应力等重要的生化信息

缺点:受光学成像穿透深度的限制,拉曼成像方法主要适用于活体浅表以及离体组织检测;数据采集以及处理时间较长

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