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生物成像知多少？這份盤點請看一下
2020年05月27日 16:05:51
來源：化工儀器網 點擊量：5817
我們都知道，當代是生物學的世紀。但其實，生物學的發展和新學科分支的形成，離不開研究方法的創新和進步。當代生命科學領域的發展更需要高新技術的支撐和推動，也有許多難題的解密有賴于技術手段的改進。其中生物成像技術，憑借其觀察生命現象和內在過程，并揭示其差異變化的功能越來越受到研究人員的重視。
【化工儀器網 Chem17盤點】我們都知道，當代是生物學的世紀。但其實，生物學的發展和新學科分支的形成，離不開研究方法的創新和進步。當代生命科學領域的發展更需要高新技術的支撐和推動，也有許多難題的解密有賴于技術手段的改進。其中生物成像技術，憑借其觀察生命現象和內在過程，并揭示其差異變化的功能越來越受到研究人員的重視。
早在20世紀初至20世紀30年代，就有多項諾貝爾獎與顯微成像技術相關。近幾年來，成像技術更是發展迅猛，新技術層出不窮。生物成像技術是生物結構和功能研究直接、有效的方法，為醫學研究領域提供了很大幫助。發展至今，運用在醫學中的生物成像技術已經有很多種，小編就其中四種，為大家梳理一下相關知識。
熒光成像
熒光成像的理論基礎，是熒光物質被激發后所發射的熒光信號的強度，在一定的范圍內與熒光素的量成線性關系。熒光成像系統包括熒光信號激發系統(激發光源、光路傳輸組件)、熒光信號收集組件、信號檢測以及放大系統。市場上，運用熒光成像技術的常見儀器主要為熒光分光光度計(主要用于得到熒光激發和發射光譜，熒光壽命，量子產率等數據)、激光共聚焦顯微鏡(主要用于細胞熒光成像)、活體成像系統(主要用于動物體內熒光成像)。
優點：成本較低，靈敏度高，可以做多色成像，操作較簡單。
缺點：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
磁共振成像是根據有磁距的原子核在磁場作用下，能產生能級間的躍遷的原理而采用的一項新檢查技術，利用外磁場和物體的相互作用來成像。MRI系統主要由三大基本構件組成，即磁體部分、磁共振波譜儀部分、數據處理和圖像重建部分。這種技術是斷層成像的一種，它利用磁共振現象從人體中獲得電磁信號，并重建出人體信息。運用磁共振成像技術的常用儀器主要是磁共振掃描儀(用于體外模擬環境和活體成像)。
優點：空間分辨率高，不受組織穿透能力的限制；由于是磁場成像，無放射性，對人體無害。
缺點：花費成本較高，靈敏度較低，需要成像檢測時間較長，不能定量分析，T1、T2以及質子密度測量運算麻煩、可比性差。
光熱成像
光熱成像技術是根據所有物體都發熱這一事實來實現的。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，常見儀器為紅外熱成像儀。
優點：良好的溫度靈敏度，可實時監測
缺點：空間分辨率較差
拉曼成像
拉曼成像技術是新一代快速、高精度、面掃描激光拉曼技術，它將共聚焦顯微鏡技術與激光拉曼光譜技術完美結合。作為第三代拉曼技術，拉曼光譜成像上的每一個像元，都對應于一條完整的拉曼光譜，這些數百、數千甚至數百萬條光譜綜合在一起，就產生了一幅反映材料的成分和結構的偽彩圖像。其中，激光共聚焦顯微拉曼光譜成像系統便是運用了這種技術。
優點：分辨率高，掃描速度快，可避免組織自發熒光問題，可定性定量定位分析，可提供樣品的化學成分、分子結構、結晶度和應變應力等重要的生化信息
缺點：受光學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；數據采集以及處理時間較長
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