SII 新一代超靈敏小動物活體光學(xué)成像系統(tǒng)
生物發(fā)光/熒光/切倫科夫/明場多模態(tài)成像
選配X-射線成像、3D成像和定量分析
超高靈敏度,最小檢測光子數(shù)很少
先進的熒光激發(fā)光源,超窄帶寬LED和濾光片一體化設(shè)計
成像通量高,同時多達10只小鼠或2只大鼠
詳情
產(chǎn)品原理
小動物活體光學(xué)成像(optical in vivo imaging)技術(shù)主要包括生物發(fā)光(bioluminescence)與熒光(fluorescence)成像兩種技術(shù)。
生物發(fā)光成像(BLI):用熒光素酶(luciferase)基因標(biāo)記細胞或DNA,利用其產(chǎn)生的熒光素酶與相應(yīng)底物發(fā)生生化反應(yīng)產(chǎn)生生物體內(nèi)的探針光信號。為生化反應(yīng),無需激發(fā)光源,光信號較弱(要求成像靈敏度高),無背景,信噪比高,可定量分析,屬于功能性成像。
熒光成像(FLI):采用熒光報告基因(如GFP、RFP)或Cyt及dyes等熒光染料或探針進行標(biāo)記,在激發(fā)光源照射下,通過電子躍遷,熒光蛋白、染料或探針發(fā)出熒光信號。為物理反應(yīng),需要激發(fā)光源,光信號強,背景較高,信噪比較差,一般定性分析,屬于功能性成像。
X-射線成像:X-射線源發(fā)出的光照在生物體上,根據(jù)不同組織對X線的吸收與透過率的不同,由探測器接收透過該層面的X射線。一般屬于結(jié)構(gòu)性成像,為生物發(fā)光/熒光提供解剖學(xué)定位;也可做新型X-射線熒光成像。
切倫科夫成像:放射性示蹤劑的光學(xué)成像,相比傳統(tǒng)核素成像,節(jié)約成像成本和時間,數(shù)分鐘內(nèi)即可完成,可進行臨床轉(zhuǎn)化研究和定量分析。
明場成像:拍攝生物體的外表面,類似于普通的相機成像。
產(chǎn)品特點
美國SII(Spectral Instruments Imaging)新一代超靈敏小動物活體光學(xué)成像系統(tǒng)的前身是第一代精諾真(Xenogem)系統(tǒng),與PE IVIS系列同源。其主要功能是追蹤并檢測標(biāo)記細胞/基因在體內(nèi)的活動/表達,探查發(fā)光物質(zhì)如熒光探針、新型發(fā)光材料及標(biāo)記藥物等在活體內(nèi)的分布、代謝、及其對病灶處的靶向與聚集等活動,并可用于體外相關(guān)實驗。
SII系統(tǒng)可以在同一實驗中應(yīng)用不同成像模式研究相關(guān)聯(lián)的生物學(xué)現(xiàn)象,同時具備高靈敏生物發(fā)光成像(BLI)、熒光成像(FLI)、切倫科夫成像(Cerenkov)以及明場成像功能,選配X-射線成像和3D成像和定量分析功能,并能將多種成像模式進行融合展示和進一步分析。
旗艦款Lago X 3D的性能特點總結(jié)如下:
1. CCD:科學(xué)一級加(Grade one plus)CCD,有效像素400萬以上,絕對 -90℃,電制冷結(jié)合風(fēng)冷,無液體或氣體泄漏風(fēng)險。
2. 高靈敏度:可檢測極低量光子數(shù),最低檢測光子數(shù)≤45 photons/sec/cm2/sr,性能優(yōu)越。
3. 熒光激發(fā)光源:新型的超窄帶寬 LED 和濾光片一體化設(shè)計,有效功率388W,最大限度降低背景信號、改善信噪比,適合近紅外Ⅰ區(qū)的熒光探針成像。
4. 激發(fā)光光源:14組LED陣列(覆蓋360nm-805nm波段范圍),帶寬±10nm。
5. 發(fā)射光濾光片:20個濾光片(覆蓋490nm-870nm波段范圍),帶寬±10nm,可定制。
6. 切倫科夫成像:可做Cerenkov成像(核素光學(xué)成像)。
7. X-射線成像:可做低輻射劑量的X-射線成像和新型X-射線熒光成像。
8. 3D成像:可做三維成像和定量分析。
9. 大視野、高通量成像:最多同時10只小鼠或2只大鼠。
10. 絕對定量分析:依據(jù) NIST 國際標(biāo)準(zhǔn)進行絕對定量校準(zhǔn),保證不同成像參數(shù)獲得的結(jié)果一致。
11. 出廠校準(zhǔn):出廠前進行NIST國際標(biāo)準(zhǔn)的絕對定量校準(zhǔn)和儀器背景噪音校準(zhǔn),終身無需再次校準(zhǔn)。
12. 分析軟件:免費、免許可、無限量安裝,具備熒光光譜分離算法和背景扣除功能。
13. 多模態(tài)整合:可以和其他模態(tài),如和PET、SPECT、CT、MRI等圖像相融合。
廣泛的應(yīng)用
應(yīng)用展示
1、生物發(fā)光的早期檢測SII成像
生物發(fā)光vs MRI和micro-CT,說明在2hr的早期,就有生物發(fā)光信號,而MRI和micro-CT成像要等待更長時間。
小鼠原位肺癌模型,實驗過程:
1、裸鼠,雌性,10-11周齡;
2、靜脈注射編碼螢火蟲熒光素酶(Fluc)的人肺癌A549細胞,5.74 x 10^5 cells/0.1 mL 1xPBS;
3、第0周的2hr就有很強的生物發(fā)光信號,24hr時肺部信號被清除;
4、與MRI和micro-CT相比是更早期的檢測。
2、生物發(fā)光的早期腫瘤檢測SII成像
《利用血管內(nèi)造影劑進行手術(shù)過程中的成像》:生物發(fā)光的早期腫瘤檢測,隨時間的定量的信號監(jiān)控。
動物模型:大鼠原位多形性成膠質(zhì)細胞瘤模型,雌性大鼠,n=4;10^5 C6細胞,表達螢火蟲熒光素酶,5μL顱內(nèi)注射,使用立體框架。
3、熒光成像微量細胞跟蹤SII成像
外周淋巴結(jié)的T細胞的示蹤:對小鼠進行X-射線輻射,尾靜脈輸入DiR標(biāo)記的T細胞,評估T細胞在外周淋巴結(jié)中的分布(圖中為腹股溝淋巴結(jié)),可看到微量細胞也可以跟蹤。
4、體內(nèi)靶向的特異性研究SII成像
《光敏劑IR700的affibody引導(dǎo)的PDGFRβ特異性的遞送,對結(jié)腸癌的靶向血管的光動力治療有效》:結(jié)腸癌腫瘤的移植模型,看出熒光標(biāo)記的藥物在體內(nèi)靶向腫瘤部位。
5、納米顆粒穿過血腦屏障(BBB)的SII成像
《帶IR780染料的磷脂納米顆粒對腦腫瘤的近紅外熒光成像》:用生物發(fā)光定位人GBM(多形性膠質(zhì)母細胞瘤)的位置,用熒光成像實時跟蹤IR780-磷脂膠束納米顆粒的運行,觀察到其穿過血腦屏障(BBB)。此納米顆粒用近紅外熒光(NIRF)成像跟蹤(Ex/Em 745/810nm,1sec),顯示了SII在近紅外Ⅰ區(qū)的優(yōu)秀的成像性能。
動物模型,實驗過程:
1、小鼠原位多形性膠質(zhì)母細胞瘤異種移植模型;
2、5 × 10^5 U87M2/luc人GBM細胞注入腦內(nèi)帶立體框架的腦實質(zhì);
3、4 nmol IR780 -磷脂膠束納米顆粒,100 μL PBS,經(jīng)尾靜脈注射
4、IR780 -磷脂膠束在體內(nèi)用近紅外熒光(NIRF)成像跟蹤(Ex/Em 745/810nm,1sec);
5、BLI證實U87M2/luc細胞原位定位。
6、膠質(zhì)瘤治療效果的評估
《腦膠質(zhì)瘤基因型靶向的局部治療》:對于IDH+的腫瘤,用裝載GMX-1778的微粒進行治療,腫瘤體積變小,動物生存率提高。
實驗設(shè)計:
1、用IDH1+(MGG152)或IDH1-(野生型,U87)膠質(zhì)瘤細胞系建立低級別膠質(zhì)瘤的SCID小鼠模型,都轉(zhuǎn)導(dǎo)了熒光素酶;
2、建立模型后第15天,用裝載GMX-1778(5μM)的直徑4mm的PLGA微粒(MPs)處理,提供持續(xù)的、局部的藥物傳遞。
7、病毒介導(dǎo)的腫瘤形成SII成像
《腺病毒Cre注射介導(dǎo)的未分化的多形性肉瘤的Trp53 fl/fl/Pten fl/fl小鼠模型,進行體內(nèi)生物發(fā)光成像》,皮下注射(左圖)和肌肉內(nèi)注射(右圖),可觀察到腺病毒Cre介導(dǎo)的腫瘤的形成。
1、動物模型:軟組織肉瘤的誘導(dǎo)形成,用腺病毒-Cre重組酶注射進入Trp53 fl/fl/Pten fl/fl lox-stop lox luciferase C57/B6小鼠形成
2、皮下或肌肉內(nèi)注射:對照組:1x10^8 pfu Ad5 CMV-eGFP;測試組:1x10^8 pfu Ad5 CMV-Cre 重組酶 eGFP。
8、癌癥轉(zhuǎn)移檢測的SII成像
《阿霉素可消除骨髓來源的抑制細胞,促進乳腺癌中過繼性T細胞轉(zhuǎn)移的效率》:在體內(nèi)檢測轉(zhuǎn)移的腫瘤。用阿霉素(DOX)、輔助性T細胞(Th1、Th17)治療,腫瘤體積減小。
9、SII光學(xué)成像和PET、SPECT、CT成像的融合
SII活體光學(xué)成像和Molecubes(PET、SPECT、CT)成像的融合: