小動物活體光學成像系統是一種前沿性的臨床前分子影像技術平臺，它采用生物發光與熒光探針標記研究對象，借助靈敏的光學檢測儀器，直接在活體動物水平監測疾病的發展變化并開展相關藥物的臨床前研發。以下是對小動物活體光學成像系統的詳細介紹：

一、系統概述

小動物活體光學成像系統結合了分子及細胞生物學技術，將研究從體外水平發展到活體動物水平。該系統具備活體動物體內生物發光和熒光二維成像及三維成像功能，可直接給出體內信號的深度、亮度和體積信息。同時，它采用背照射、背部薄化科學一級CCD，具備熒光分子斷層成像技術，能夠實現真實三維斷層掃描，獲取真實三維信息。

二、技術原理

生物發光技術：利用熒光素酶（Luciferase）基因標記細胞或DNA，使標記對象在活體狀態下發出生物光。

熒光技術：采用熒光報告基團（如GFP、RFP、Cyt及dyes等）進行標記，通過外部光源激發熒光物質發出熒光。

三、系統特點

功能全面：系統具備生物發光和熒光兩種成像模式，能夠滿足不同研究需求。

靈敏度高：采用高靈敏度的光學檢測儀器，能夠捕捉到微弱的生物發光和熒光信號。

成像效果清晰：系統具備高分辨率的成像能力，能夠清晰展示活體動物體內的細胞活動和基因行為。

定量準確：通過采集生物自發光或熒光標記信號，可以準確測量生物體內熒光量的變化和遷移情況。

四、應用領域

小動物活體光學成像系統已被廣泛應用于臨床前疾病研究的各個領域，包括：

癌癥研究：用于監測腫瘤的生長、轉移及治療效果評估。

心血管疾病研究：用于觀察血管結構、功能及病變過程。

神經疾病研究：用于研究神經元的活性、連接及病變機制。

炎癥疾病研究：用于監測炎癥過程及評估抗炎藥物效果。

免疫學及干細胞研究：用于研究免疫細胞的遷移、分化及干細胞的功能和分化潛力。

五、操作流程

標記對象：根據研究需求選擇合適的標記方法（生物發光或熒光）對研究對象進行標記。

準備動物：選擇適當的小動物模型，并進行必要的預處理和麻醉。

成像設置：根據標記方法和研究對象的特點設置成像參數，如曝光時間、波長等。

數據采集：將小動物置于成像系統中，進行數據采集和成像。

數據分析：對采集到的數據進行處理和分析，提取有用信息用于后續研究。

六、注意事項

無菌操作：在整個操作過程中需要保持無菌環境，以避免污染和感染。

動物福利：在進行動物實驗時需要遵循動物福利原則，確保動物的舒適和安全。

成像參數優化：需要根據研究對象的特點和成像需求不斷優化成像參數，以獲得最佳的成像效果。

數據解讀：在解讀成像數據時需要注意區分生物發光和熒光信號的不同來源和性質，避免誤讀和誤導。

總結

小動物活體光學成像系統是一種功能全面、靈敏度高、成像效果清晰且定量準確的醫學科研儀器。它在臨床前疾病研究領域具有廣泛的應用前景和重要的研究價值。