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高通量小動物活體光學(xué)成像系統(tǒng)-SpectrumBL

主要性能

·超高靈敏度生物發(fā)光成像、化學(xué)發(fā)光成像和切倫科夫成像

·高通量（10只小鼠）成像

·高分辨率（達20微米）

·3D生物發(fā)光斷層重建成像

·3D光學(xué)數(shù)據(jù)可與microCT/PET/SPECT/MRI融合

·國際標(biāo)準(zhǔn)的NIST光學(xué)**校準(zhǔn)

·可升級到IVIS Spectrum從而具備**熒光成像能力

IVIS^® SpectrumBL 小動物活體光學(xué)成像系統(tǒng)同時具備高通量二維及三維斷層水平的生物發(fā)光,、化學(xué)發(fā)光和切倫科夫輻射成像功能,。

SpectrumBL 可進行10 只小鼠同時成像，能夠真正意義上對大批量小鼠進行高通量長時程成像研究,。它所采用的獨特光學(xué)成像技術(shù)有利于在活體動物內(nèi)開展疾病發(fā)生發(fā)展，細胞動態(tài)變化以及基因表達模式的非侵入性長時程研究,。

高通量生物發(fā)光成像

與其他IVIS成像系統(tǒng)一樣,，IVIS SpectrumBL提供**的生物發(fā)光靈敏度，能夠一次進行10只小鼠的成像（圖1）,。SpectrumBL標(biāo)配了10個小鼠麻醉面罩,，對于長時程的研究可減少一半的成像時間，從而極大地提高藥物研發(fā)工作進度,。圖1顯示使用SpectrumBL,，每年通過小動物活體成像得以分析和驗證的化合物數(shù)量可增加120%。在早期臨床前藥物研發(fā)階段，這些化合物經(jīng)過活體水平的靶向或生物標(biāo)記物的篩選驗證后能極大提高后期臨床階段的研發(fā)效率,。

圖1.使用 SpectrumBL 同時進行 10 只小鼠活體成像,。右側(cè)圖表顯示 SpectrumBL 的高通量成像能力使得更多的藥物可以進行活體測試。

業(yè)內(nèi)公認**靈敏度的生物發(fā)光成像

基于-90℃制冷的CCD相機,、大尺寸高量子效率CCD芯片及大光圈鏡頭,，IVIS SpectrumBL具備了****的超高生物發(fā)光檢測靈敏度?？梢詫崿F(xiàn)對以螢火蟲熒光素酶,、海腎熒光素酶、細菌熒光素酶等多種熒光素酶為報告探針的發(fā)光信號進行快速準(zhǔn)確的成像檢測,。這種超靈敏的檢測能力,，使研究者能夠在活體動物水平觀測到低至單細胞數(shù)量級別的信號，進而幫助研究者在活體水平監(jiān)測到腫瘤的早期微轉(zhuǎn)移并對腫瘤的發(fā)展進行長時程的活體跟蹤研究,。其它應(yīng)用還包括傳染病研究（圖3）,，干細胞追蹤以及毒理學(xué)研究。

圖2. 在 4T1-luc2 腫瘤細胞皮下注射的活體裸鼠上可檢測到單個細胞發(fā)出的信號 (A),，對 NCI-H460-luc2 肺癌細胞的生長情況進行活體監(jiān)測 (B),，對左心室注射的 MDA-MB-231-luc2 腫瘤細胞在活體小鼠體內(nèi)轉(zhuǎn)移進行長期觀測 (C)。

圖3. 對尿路感染,，肺炎和腦膜炎小鼠模型進行傳染病進展示蹤研究,。

切倫科夫成像-優(yōu)化的軟件大大加速工作流程

Living Image^® 軟件通過非常直觀的數(shù)據(jù)采集、分析和數(shù)據(jù)組織操作流程使得IVIS技術(shù)得以迅速普及,。SpectrumBL 還添加了一些新的功能,，如適合切倫科夫成像的成像模塊。軟件可以引導(dǎo)用戶對相機參數(shù)進行優(yōu)化,，從而提高檢測動物體內(nèi)的放射性核素所發(fā)出光信號時的信噪比,。

Living Image 還支持動態(tài)對比增強（DyCETM）成像技術(shù)，能便捷地對放射性藥物的活體生物學(xué)分布進行掃描,，并通過光譜分離可以將放射性核素信號與其他光譜差異較大的發(fā)光信號區(qū)分開來,。實驗時，將放射性核素經(jīng)尾靜脈注入小動物體內(nèi),，利用DyCE 成像模塊獲取多時間點的系列動態(tài)圖像,，通過專有的算法在數(shù)分鐘內(nèi)即可對放射性核素在體內(nèi)主要臟器的分布進行呈現(xiàn)（圖4）。DyCE 成像模塊套裝包含了多角度成像平臺和專業(yè)軟件,，該軟件拓展了Living Image 軟件的功能,，并適用于所有的IVIS 成像系統(tǒng)。

圖4.向右側(cè)腹攜帶 4T1-luc2 皮下腫瘤的小鼠尾靜脈注射 315 μCi 18F-FDG,。從注射后 55 秒開始進行動態(tài)成像,，通過切倫科夫輻射成像觀測 18F-FDG 在小鼠體內(nèi)的分布,。

高級3D 成像分析算法便于與MicroCT 成像進行數(shù)據(jù)融合

二維成像只能實現(xiàn)對光學(xué)信號的相對定位和定量，而三維成像是解決上述問題的**途徑,。IVIS SpectrumBL 利用**的生物發(fā)光三維成像技術(shù)對動物體內(nèi)的光學(xué)信號進行斷層掃描,，并通過先進的模型算法對成像結(jié)果進行三維重建。重建出的三維結(jié)果可利用軟件進行分析,，獲得光學(xué)信號在體內(nèi)的深度,、發(fā)光體積、發(fā)光強度,、細胞數(shù)量等三維定量信息,，以及結(jié)合小鼠數(shù)字器官模型而顯示的器官定位信息（圖5）。

三維斷層掃描和重建軟件可以對腫瘤內(nèi)部的細胞數(shù)量進行定量,。三維生物發(fā)光信號的定量數(shù)據(jù)還可與Quantum FX microCT數(shù)據(jù)進行無縫融合（圖6）,。

圖5. 生物發(fā)光三維成像顯示 GL261-luc2 膠質(zhì)瘤在顱內(nèi)的精確定位。

圖6. 小鼠通過心臟注射具有溶骨效應(yīng)的 MDA-MB-231-luc-D3H2Ln 腫瘤細胞,，該腫瘤細胞的三維生物發(fā)光成像與 Quantum FX 的結(jié)構(gòu)成像數(shù)據(jù)可以進行**融合,。