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深度制冷CCD相機在活體成像中的應用
閱讀：1171 發(fā)布時間：2022-10-311999年，美國哈佛大學Weissleder教授提出了分子影像學(molecular imaging，MI)的概念，即應用影像學的方法對活體狀態(tài)下的生物過程進行細胞和分子水平的定性和定量研究，而活體成像便是基于分子影像學孕育而生的一種新型成像技術。
近年來，我國醫(yī)療健康產業(yè)發(fā)展突飛猛進?；铙w成像因其操作極其簡單、所得結果直觀、靈敏度高及測試方法安全等特點，在生命科學、醫(yī)學研究及藥物開發(fā)等重點研究領域，都貢獻了十分寶貴的力量。
圖1 動物活體成像模型
目前，小動物活體成像技術應用的實驗方法主要有生物發(fā)光和熒光兩種：
活體生物發(fā)光技術是指在小的哺乳動物體內利用報告基因（如熒光素酶基因）表達所產生的熒光素酶蛋白與其小分子底物熒光素在氧、Mg2+離子存在的條件下消耗ATP發(fā)生氧化反應，將部分化學能轉化為可見光能釋放（這種光是由化學反應而來，不需要激發(fā)光），因為每次熒光素酶催化反應只能產生一個光子，這是肉眼無法觀察到的，因此需要應用一個高靈敏度的制冷CCD相機以及特別設計的先進成像系統，才可觀測并記錄到這些光子。
熒光技術是采用熒光報告基因 (GFP、RFP等) 或熒光染料（包括熒光量子點等新型納米標記材料）進行標記，利用報告基因、熒光蛋白質或染料產生的熒光，就可以形成體內的生物光源。然后通過激發(fā)光激發(fā)熒光基團到達高能量狀態(tài)，而后產生發(fā)射光，其波長范圍為450~650nm。熒光信號一般遠強于生物發(fā)光，但非特異性熒光產生的背景噪聲使其信噪比非常低，需要高靈敏度的CCD相機才能檢測到穿透的光信號。
圖2 小鼠生物熒光成像圖（來源于網絡）
英國Raptor公司是一家總部位于北愛爾蘭的高科技公司，成立于2006年9月。其致力于設計和制造高性能、前沿的低照度科學級相機，其成熟的CCD、EMCCD、InGaAs、和X-Ray相機，在科研、監(jiān)控和天文等領域得到廣泛應用。
Raptor設計制造的Eagle深度制冷CCD相機，是目前具有高靈敏度的CCD相機之一。Eagle相機集合了超靈敏成像的許多關鍵因素，可適用于動物活體成像，具體產品如下：
1
Eagle 42-40
?CCD傳感器真空保護
?高量子效率：QE>90%@ 525nm
?極低的暗電流，可至0.0001e/p/s
?采用E2V背照式傳感器，400萬像素大視場成像
?13.5μm x 13.5μm像素，超清晰圖像分辨率
2
Eagle 47-10
?CCD傳感器真空保護
?高量子效率：QE>90%@ 525nm
?極低的暗電流，可至0.0001e/p/s
?采用E2V背照式傳感器，100萬像素大視場成像
?13μm x 13μm像素，超清晰圖像分辨率
?C-mount集成快門
西安立鼎光電是Raptor公司中國區(qū)的代理商，負責該公司EMCCD相機、CCD相機、深度制冷短波紅外相機及X射線等產品在中國的市場推廣和技術支持。