研制小動物三維在體光纖成像記錄，該成像設備以雙光子激發成像模態為中心，有機融合光片照明顯微成像模態，從細胞分子、結構圖譜和功能回路多個層面系統多方面地提供生物體的神經回路信息。圍繞小動物三維在體神經回路成像設備研制這一中心目標，將會涉及到成像設備、圖像算法、軟件平臺、驗證評價以及生物醫學應用等多方面研究。從生物體在體神經回路深層和快速的成像要求出發，研制有機融合多光子深層激發成像模態和光片照明快速掃描顯微成像模態于一體的小動物三維在體神經回路成像設備，研發適用于快速動態神經回路成像的影像信息處理與分析平臺，建立小動物三維在體神經回路成像設備的醫學生物驗證評價體系，開展小動物預臨床生物醫學應用研究，為小動物腦疾病模型在體神經回路的機理研究提供成像方法和工具。用成熟的在體光纖成像記錄進行體外檢測。黃石鈣熒光成像光纖原理

在體光纖成像記錄熒光素酶的每個催化反應只產生一個光 子 , 通常肉眼無法直接觀察到, 而且光子在強散射性的生物組織中傳輸時, 將會發生吸收、 散射、 反射、 透射等大量光學行為 。 因此，必須采用高 靈敏度的光學檢測儀器（ 如CCD camera）采集并定量檢測生物體內所發射的光子數量, 然后將其轉換成圖像， 在體生物發光成像中的發光光譜范圍通常為可見光到 近紅外光波段, 哺乳動物體內血紅蛋白主要吸收可見光, 水和脂質主要吸收紅外線, 但對波長為 590~1500nm的紅光至近紅外線吸收能力則較差， 因此, 大部分波長超過600nm的紅光, 經過散射、吸收后能夠穿透哺乳動物組織, 被生物體外的高靈敏光學檢測儀器探測到, 這是在體生物發光成像的理論基礎。黃石鈣熒光成像光纖原理在體光纖成像記錄同時不受外界光纖干擾。

在體光纖成像記錄進行小動物顯像，首先是利用醫用回旋加速器發生的核反應，生產正電子放射性核素，通過有機合成、無機反應或生化合成制備各種小動物正電子顯像劑或示蹤物質。顯像劑引入體內定位于靶系統，利用顯像儀采集信息顯示不同斷面圖并給出定量生理參數。具備優異的特異性、敏感性和能定量示蹤標記物；所使用的放射性核素多為動物生理活動需要的元素，因此不影響它的生物學功能，放射性標記物進入動物體內后，由于其本身的特點，能夠聚集在特定的組織系統或參與組織細胞的代謝。

在體光纖成像記錄在自由活動動物的深部腦區實現光信號記錄和神經細胞活性調控；高質量，亞細胞分辨率的成像；多波長成像，實現較多的鈣離子成像（GCaMP or RCaMP），和光遺傳實驗，特定目標光刺激；在體光纖成像系統是模塊化設計，使用者擁有很高的靈活性，可以隨時根據研究需要對系統進行調整，比如調整光源，波長，濾光片，相機等。在深部腦區選定的特定神經細胞或部分獲得連續的實驗數據流，然后對單細胞提取密度軌跡。鈣離子成像軌跡也可以被同步，與其他行為學實驗（攝像拍攝，獎勵設備等）同步時間標記。在體光纖成像記錄為實現成像，需要將光束聚焦成很小的光點。

在體光纖成像記錄成像原理熒光物質被激發后所發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。熒光信號激發系統（激發光源、光路傳輸組件）、熒光信號收集組件、信號檢測以及放大系統。發射的熒光信號的波長范圍一般在可見到紅外區域的居多。因為光的波長越長對組織的穿透力越強，所以對于能夠發射出波長較長的近紅外熒光的材料是我們所追求的。目前有很多熒光染料已經商業化，用于對細胞內部的各個細胞器進行染色，呈現出不同波長的發射光，從而有利于對單個生物功能分子的體內連續追蹤，詳細地記錄其生理過程。在體光纖成像記錄可分為基于熒光的方法和基于生物發光的方法。黃石鈣熒光成像光纖原理

在體光纖成像記錄其他行為學實驗（攝像拍攝，獎勵設備等）同步時間標記。黃石鈣熒光成像光纖原理

在體光纖成像記錄的應用，揭示機體的生理病理改變過程，目前, 在體生物光學成像技術己成功應用于 干細胞移植、 壞掉的免疫、 毒血癥、 風濕性關節炎、 皮炎等發病機制的研究中, 可以實時監測生物機體的生理、病理改變過程, 具有重要的臨床意義。藥物的篩選和評價的應用目前 , 轉基因動物模型己大量應用于病理研究、藥物研發、 藥物篩選和藥物評價等領域。通過體外基因轉染或直接注射等手段, 將熒光素酶或綠色熒光蛋 自等報告基因標記在生物體內的任何細胞， 如：壞掉的細胞、 造血細胞等上, 采用在體生物光學成像技術對其示蹤, 了解細胞在生物體內的轉移規律,不單能夠檢測轉基因動物體 內的基因表達或 內源性基因的活性和功能, 而且能夠對藥物篩選及療效進行評價。黃石鈣熒光成像光纖原理

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