淮安鈣熒光單光纖成像技術(shù)原理

在體光纖成像記錄技術(shù)是在散射介質(zhì)（或稱為隨機(jī)介質(zhì)）成像的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，在散射介質(zhì)成像系統(tǒng)中，光經(jīng)過強散射介質(zhì)時，由于介質(zhì)的隨機(jī)性或不均勻性，光發(fā)生散射后在輸出端形成散斑。當(dāng)光經(jīng)過光纖時，多模光纖中不同模式的光產(chǎn)生隨機(jī)的相位延遲或者模間耦合導(dǎo)致光散射的產(chǎn)生，所以，單光纖成像和散射介質(zhì)成像的機(jī)理既有關(guān)聯(lián)，又有一定的區(qū)別。單光纖成像可以看做是散射介質(zhì)成像技術(shù)的一個特例，光纖也被看做是一種特殊的散射介質(zhì)。 經(jīng)過近十年的研究和發(fā)展，單光纖成像技術(shù)在成像機(jī)理、成像質(zhì)量和應(yīng)用研究等方面都取得了長足的進(jìn)步，這一技術(shù)為超細(xì)內(nèi)窺鏡技術(shù)的發(fā)展提供了新的方向，也使內(nèi)窺鏡在一些新的領(lǐng)域得到應(yīng)用成為可能。 用成熟的在體光纖成像記錄進(jìn)行體外檢測?；窗测}熒光單光纖成像技術(shù)原理

在體光纖成像記錄的目的是實時檢測細(xì)胞的活性變化?；阝}離子濃度變化的熒光成像技術(shù)被較多用來記錄神經(jīng)元活性。在體光纖記錄方法與傳統(tǒng)的在體電生理記錄方法有著不同的特點，光纖記錄因其穩(wěn)定、方便、易上手而應(yīng)用較多。首先，將熒光蛋白表達(dá)在特定類型的神經(jīng)元中，光纖記錄可以實現(xiàn)細(xì)胞類型特異性的活性檢測，而用電生理記錄的方法記錄特定類型的神經(jīng)元的活性比較困難。其次，電生理記錄容易受到環(huán)境中的電信號以及動物的行為動作影響，而光纖記錄相對來說有著較強的抗干擾性能。然后，光纖記錄相對穩(wěn)定，可以很容易實現(xiàn)長時程的活性檢測，例如動物的整個學(xué)習(xí)過程，而利用電生理記錄實現(xiàn)起來則相對困難。較后，光纖記錄用神經(jīng)元群體的熒光強度變化來表征神經(jīng)元整體的活性變化，不能反映單個神經(jīng)元的活性，而電生理記錄則能夠檢測到單個神經(jīng)元的活性，具有更高的空間分辨率。汕頭腦立體定位成像光纖應(yīng)用在體光纖成像記錄的傳感應(yīng)用也非常具有前途。

單光纖在體光纖成像記錄與內(nèi)窺鏡結(jié)合，實現(xiàn)了超細(xì)內(nèi)窺。超細(xì)內(nèi)窺鏡在一些特殊檢測環(huán)境（如耳、鼻、心、腦等）中，可實現(xiàn)體內(nèi)無創(chuàng)傷檢查。人體耳蝸在人耳內(nèi)部深處，由于耳道的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，很難從耳外觀察內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，采用超細(xì)內(nèi)窺鏡，可以讓內(nèi)窺鏡通過耳道，直接進(jìn)入耳朵內(nèi)部，然后對內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察。對于人體的細(xì)小腔道結(jié)構(gòu)（如血管、乳管和支氣管等），以前無法從腔道內(nèi)部進(jìn)行檢查，只能通過超聲B超和醫(yī)學(xué)CT等醫(yī)學(xué)影像技術(shù)從體外進(jìn)行成像，成像分辨率低，而且不能對腔道內(nèi)部的生物狀態(tài)進(jìn)行實時觀察。通過超細(xì)內(nèi)窺鏡，可以將光纖探頭通過導(dǎo)管擴(kuò)張器直接插入腔道，探頭所在位置的圖像直接顯示到計算機(jī)或顯示器屏幕上，醫(yī)生可以直觀地進(jìn)行診斷和分析。

在體光纖成像記錄的工作原理是將光源入射的光束經(jīng)由光纖送入調(diào)制器，在調(diào)制器內(nèi)與外界被測參數(shù)的相互作用， 使光的光學(xué)性質(zhì)如光的強度、波長、頻率、相位、偏振態(tài)等發(fā)生變化，成為被調(diào)制的光信號，再經(jīng)過光纖送入光電器件、經(jīng)解調(diào)器后獲得被測參數(shù)。整個過程中，光束經(jīng)由光纖導(dǎo)入，通過調(diào)制器后再射出，其中光纖的作用首先是傳輸光束，其次是起到光調(diào)制器的作用。波長為2.0~1000微米的部分稱為熱紅外線。我們周圍的物體只有當(dāng)它們的溫度高達(dá)1000℃以上時，才能夠發(fā)出可見光。相比之下，我們周圍所有溫度在對的零度（-273℃）以上的物體，都會不停地發(fā)出熱紅外線。所以，熱紅外線（或稱熱輻射）是自然界中存在較為較多的輻射。在體光纖成像記錄光源的發(fā)光強度隨深度增加而衰減。

在體光纖成像記錄技術(shù)的問世，為解決這一困難提供了廣闊的空間，將使藥物在臨床前研究中通過利用在體光纖成像記錄的方法，獲得更具體的分子或基因述水平的數(shù)據(jù)，這是用傳統(tǒng)的方法無法了解的領(lǐng)域，所以在體光纖成像記錄將對新藥研究的模式帶來**性變革。其次，在轉(zhuǎn)基因動物、動物基因打靶或制藥研究過程中，在體光纖成像記錄能對動物的性狀進(jìn)行查看檢測，對表型進(jìn)行直接觀測和（定量）分析。免疫學(xué)與干細(xì)胞研究 ，細(xì)胞凋零 ，病理機(jī)制及病毒研究 ，基因表達(dá)和蛋白質(zhì)之間相互作用 ，轉(zhuǎn)基因動物模型構(gòu)建 ，藥效評估 ，藥物甄選與預(yù)臨床檢驗 ，藥物配方與劑量管理 ，壞掉的學(xué)應(yīng)用 ，生物光子學(xué)檢測 ，食品監(jiān)督與環(huán)境監(jiān)督等。在體光纖成像記錄還應(yīng)保持標(biāo)本相對位置和形態(tài)的一致。廣州鈣熒光指示蛋白病毒光纖記錄

在體光纖成像記錄直接標(biāo)記法不涉及細(xì)胞的遺傳修飾?；窗测}熒光單光纖成像技術(shù)原理

在體光纖成像記錄熒光素酶的每個催化反應(yīng)只產(chǎn)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(fā)生吸收、 散射、 反射、 透射等大量光學(xué)行為 。 因此，必須采用高 靈敏度的光學(xué)檢測儀器（ 如CCD camera）采集并定量檢測生物體內(nèi)所發(fā)射的光子數(shù)量, 然后將其轉(zhuǎn)換成圖像， 在體生物發(fā)光成像中的發(fā)光光譜范圍通常為可見光到 近紅外光波段, 哺乳動物體內(nèi)血紅蛋白主要吸收可見光, 水和脂質(zhì)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(jīng)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(xué)檢測儀器探測到, 這是在體生物發(fā)光成像的理論基礎(chǔ)?；窗测}熒光單光纖成像技術(shù)原理