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小動物活體成像光學標記——生物發光法VS熒光法,到底誰更強?

來源:上海瑋馳儀器有限公司   2023年08月11日 11:33  

一,生物發光與熒光成像技術的比較

熒光:光致發光反應。熒光染料、探針、蛋白受一定波長的光激發后,在極短時間內會發射出波長大于激發波長的光,這種光稱為熒光。



生物發光:不同于熒光,依靠酶促反應產生自發光信號,是化學能轉化為光能,無需激發光,背景更低,靈敏度更高沒有背景光源干擾。更加適合作為細胞學分析手段。



二,生物發光成像與熒光成像技術實例分析

文獻來源T.L. Troy, et al. (2004). Molecular Imaging 3:9-23



如圖所示,通過前期構建PC-3M-luc熒光素酶和DsRed紅色熒光蛋白雙標的細胞系,,我們建立了一個動物的皮下瘤模型,使得生物發光和熒光成像都能夠觀測到腫瘤的信號。我們來看一看它有什么區別?左邊是生物發光的圖像,從這個圖像大家可以看出腫瘤的信號值可以達到7.1*107p/s。通過熒光成像,這個腫瘤信號值可以達到7.8*109p/s。那大家可能會說,就是熒光信號要比生物發光要強很多,但是在活體成像的時候,一定要注意背景噪音的干擾。生物發光它本身是一個自發光,所以它的背景只有9.5*103,而熒光成像,當激發光在照射的時候,動物的皮膚、毛發都會產生很多信號,這種信號我們稱之為背景噪音,這個信號值在這個實驗里面可以達到1.0*109,也就是說它跟你的信號值是一個數量級的,一旦你的信號弱一點,它就會淹沒在背景噪音里面拍不出來,這個就是告訴大家,如果以后做的是一些比較微弱的,或者是比較深層的信號,像一些腫瘤轉移的信號,或者說是一些干細胞的信號,這個時候還是建議大家用生物發光的方式來進行標記。


結論:生物發光法更靈敏,背景更低,信噪比更高! 生物發光靈敏度通常比熒光成像高1000倍。但是熒光法就一無是處了嗎,當然不是。盡管有組織自身熒光存在的干擾,熒光成像具有更廣泛的報告因子選擇,包括熒光蛋白,染料,微球,以及最近開發的納米粒子,如量子點。熒光探針也可具有更廣泛的發射波長。所以動物活體成像究竟是選擇化學發光法還是熒光法,需要考量多個方面,如生物學適用性、檢測靈敏度和組織光學方面的考慮(如報告深度和存在于血管中的血紅蛋白吸收干擾)





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