类型荧光染料激发与发射波长课件.ppt
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1、活体成像技术实验设计与应用介绍 内容简介一、活体成像技术简介定义定义: : 活体状态下在细胞和分子水平上应用影像学方法对生物过程进行空间和时间上的定性、定量分析研究的一门科学。活体成像定义Dr. Ralph Weissleder细菌感染模型建立金黄色葡萄球菌荧光标记探针靶向细菌DPA-Cy7荧光成像在细菌研究中的应用Pre-injectionPost-injection6 h12 h18 h21 hLeevy, W. M.; Marquez, M.; Piwnica-Worms, D.; Smith, B. D. Bioconjugate Chem.2008,19,686692.终极方法终极方
2、法无损伤性无损伤性直观形象直观形象活体成像的优点药物材料研究药物材料研究新药评价新药评价纳米药物纳米药物核酸疫苗核酸疫苗骨科材料骨科材料生物材料生物材料生命科学研究生命科学研究肿肿 瘤瘤微生物微生物干细胞干细胞心脑血管心脑血管疾病模型疾病模型生物发光荧光成像同位素X光、白光成像对象细胞细胞、分子分子动物或器官优点噪音低应用广泛影响小结构清晰缺点缺点构建繁琐成本昂贵噪音大资质许可无功能信息常用活体成像模式功能成像(荧光)与结构成像(X光)的组合运用 X光成像 Kodak X-Sight 761 overlay数码X光成像的精确定位 -结构成像与功能成像相结合Courtesy Dr. B. Bed
3、nar , Merck Co. Inc.正面成像侧面成像 数码X光成像的精确定位 -结构成像与功能成像相结合多模式活体成像多模式活体成像多模式活体成像:成像过程中至少同时采用一种结构成像和一种功能成像的组合成像方式。结构成像功能成像多模式成像X光 荧光成像 + 生物发光 + 同位素成像结构成像 功能成像CT PET+SPECT例如:多模式活体成像应用举例 -生物发光、荧光与X光的组合运用Backer MV, et al., 2007. Vol13(4), April 2007. p504-9.生物发光、荧光成像和生物发光、荧光成像和X X光成像组合运用的成功范例,已成光成像组合运用的成功范例,
4、已成为肿瘤等研究的经典方法为肿瘤等研究的经典方法Nature MedicineZhi Yang, Chun Li, Biomacromolecules 2007,8(11)In111-DTPA-CCPM多模式活体成像应用举例 -荧光与同位素成像的组合运用生物发光( fire),近红外成像( rainbow ),同位素成像(111In-LS308)Mol Imaging, 2009. 8(2): p. 101-10 多模式活体成像应用举例 -发光、荧光与同位素成像的共定位1、荧光成像基态 激发态 发射态激发光发射光光能 光能 标记生物大分子:标记生物大分子:蛋白、抗体、多肽、核酸; 标记小分子化
5、合物:标记小分子化合物:小分子化合物; 标记细胞:标记细胞:肿瘤细胞、干细胞等; 标记纳米化药剂:标记纳米化药剂:脂质体、胶束等; 标记其他纳米材料:标记其他纳米材料:金属氧化物等; 标记细菌:标记细菌:各种感染模型; 标记脏器:标记脏器:ICG;标悍的荧光荧光成像应用荧光成像的关键因素穿透率小鼠不同部位的穿透率650-850nm是活体成像的核心波段 420 ex / 790 em 440 ex / 790 em 460 ex /790 em 480 ex / 790 em 520ex / 790 em 540 ex / 790 em 570 ex / 790 em 590 ex / 790
6、em 600 ex /790 em 610 ex / 790 em 620 ex / 790 em 630 ex / 790 em 650 ex / 790 em 670 ex / 790 em 690 ex / 790 em 700 ex / 790 em 710 ex / 790 em 720 ex / 790 em 730 ex / 790 em White Light X-Ray波长对背景噪音的影响近红外成像-荧光成像的最佳选择不同波长激光笔对大拇指的透光实验定义: 生物发光是荧光素酶(Luciferase)以荧光素(Luciferin)、三磷酸腺苷(ATP)和O2为底物,在Mg 2存
7、在时发生酶促反应中产生光子的过程。 荧光素+ ATP+ O2核黄素磷酸盐+醛化合物 核黄素磷酸盐+醛化合物激发的络合物 激发的络合物氧化核黄素磷酸盐+酸+水+光子 化学能光能2、生物发光生物发光的应用1.1. 细胞或细菌标记:细胞或细菌标记:肿瘤细胞、干细胞等记; 最新技术:生物发光与荧光蛋白双标2.2. 基因表达:基因表达:以融合蛋白的方式标记内源性蛋白,研究基因表达情况;3.3. 蛋白相互作用:蛋白相互作用:将荧光素酶基因分为两个片段,分别与要研究的两个蛋白融合表达,两种蛋白相互靠近后产生发光。3、X-Ray 成像0.0 mm0.1 mm0.2 mm0.4 mm0.8 mm 1.41.61
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