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生物成像知多少？這份盤點(diǎn)請(qǐng)看一下
2020年05月27日 16:05:51
來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：5841
我們都知道，當(dāng)代是生物學(xué)的世紀(jì)。但其實(shí)，生物學(xué)的發(fā)展和新學(xué)科分支的形成，離不開(kāi)研究方法的創(chuàng)新和進(jìn)步。當(dāng)代生命科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展更需要高新技術(shù)的支撐和推動(dòng)，也有許多難題的解密有賴于技術(shù)手段的改進(jìn)。其中生物成像技術(shù)，憑借其觀察生命現(xiàn)象和內(nèi)在過(guò)程，并揭示其差異變化的功能越來(lái)越受到研究人員的重視。
【化工儀器網(wǎng) Chem17盤點(diǎn)】我們都知道，當(dāng)代是生物學(xué)的世紀(jì)。但其實(shí)，生物學(xué)的發(fā)展和新學(xué)科分支的形成，離不開(kāi)研究方法的創(chuàng)新和進(jìn)步。當(dāng)代生命科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展更需要高新技術(shù)的支撐和推動(dòng)，也有許多難題的解密有賴于技術(shù)手段的改進(jìn)。其中生物成像技術(shù)，憑借其觀察生命現(xiàn)象和內(nèi)在過(guò)程，并揭示其差異變化的功能越來(lái)越受到研究人員的重視。
早在20世紀(jì)初至20世紀(jì)30年代，就有多項(xiàng)諾貝爾獎(jiǎng)與顯微成像技術(shù)相關(guān)。近幾年來(lái)，成像技術(shù)更是發(fā)展迅猛，新技術(shù)層出不窮。生物成像技術(shù)是生物結(jié)構(gòu)和功能研究直接、有效的方法，為醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域提供了很大幫助。發(fā)展至今，運(yùn)用在醫(yī)學(xué)中的生物成像技術(shù)已經(jīng)有很多種，小編就其中四種，為大家梳理一下相關(guān)知識(shí)。
熒光成像
熒光成像的理論基礎(chǔ)，是熒光物質(zhì)被激發(fā)后所發(fā)射的熒光信號(hào)的強(qiáng)度，在一定的范圍內(nèi)與熒光素的量成線性關(guān)系。熒光成像系統(tǒng)包括熒光信號(hào)激發(fā)系統(tǒng)(激發(fā)光源、光路傳輸組件)、熒光信號(hào)收集組件、信號(hào)檢測(cè)以及放大系統(tǒng)。市場(chǎng)上，運(yùn)用熒光成像技術(shù)的常見(jiàn)儀器主要為熒光分光光度計(jì)(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(xì)胞熒光成像)、活體成像系統(tǒng)(主要用于動(dòng)物體內(nèi)熒光成像)。
優(yōu)點(diǎn)：成本較低，靈敏度高，可以做多色成像，操作較簡(jiǎn)單。
缺點(diǎn)：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(chǎng)作用下，能產(chǎn)生能級(jí)間的躍遷的原理而采用的一項(xiàng)新檢查技術(shù)，利用外磁場(chǎng)和物體的相互作用來(lái)成像。MRI系統(tǒng)主要由三大基本構(gòu)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(shù)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(hào)，并重建出人體信息。運(yùn)用磁共振成像技術(shù)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(diǎn)：空間分辨率高，不受組織穿透能力的限制；由于是磁場(chǎng)成像，無(wú)放射性，對(duì)人體無(wú)害。
缺點(diǎn)：花費(fèi)成本較高，靈敏度較低，需要成像檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)，不能定量分析，T1、T2以及質(zhì)子密度測(cè)量運(yùn)算麻煩、可比性差。
光熱成像
光熱成像技術(shù)是根據(jù)所有物體都發(fā)熱這一事實(shí)來(lái)實(shí)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(lán)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(jiàn)儀器為紅外熱成像儀。
優(yōu)點(diǎn)：良好的溫度靈敏度，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
缺點(diǎn)：空間分辨率較差
拉曼成像
拉曼成像技術(shù)是新一代快速、高精度、面掃描激光拉曼技術(shù)，它將共聚焦顯微鏡技術(shù)與激光拉曼光譜技術(shù)完美結(jié)合。作為第三代拉曼技術(shù)，拉曼光譜成像上的每一個(gè)像元，都對(duì)應(yīng)于一條完整的拉曼光譜，這些數(shù)百、數(shù)千甚至數(shù)百萬(wàn)條光譜綜合在一起，就產(chǎn)生了一幅反映材料的成分和結(jié)構(gòu)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(yùn)用了這種技術(shù)。
優(yōu)點(diǎn)：分辨率高，掃描速度快，可避免組織自發(fā)熒光問(wèn)題，可定性定量定位分析，可提供樣品的化學(xué)成分、分子結(jié)構(gòu)、結(jié)晶度和應(yīng)變應(yīng)力等重要的生化信息
缺點(diǎn)：受光學(xué)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(cè)；數(shù)據(jù)采集以及處理時(shí)間較長(zhǎng)
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