背景介绍
动物活体内光学成像(optical in vivo imaging)是基于分子影像学孕育而生的，主要采用生物发光(bioluminescence)与化学荧光(fluorescence)两种技术在活体动物体内进行生物标记，通过成像系统来观测活体动物体内肿瘤的生长及转移，感染性疾病的发展进程、特定基因的表达等生物学过程。
荧光蛋白(fluorescent protein)、β-半乳糖苷酶、萤火虫荧光素酶(luciferase,Luc)等，是目前应用较广的动物活体成像生物标记。相对于超声、计算机断层摄影和核磁共振等活体动物体内成像技术，光学成像操作简便、结果直观、测量快速、灵敏度高及费用低廉等，目前生物发光(Bioluminescence)和荧光(Fluorescence)两种技术已广泛应用于生物学和医学领域。
优 点 | 缺 点 | |
生物发光 荧光素酶(Luciferase) | 特异性强，灵敏度高，且无自发荧光；能够进行精确定量 | 信号较弱，检测时间较长；需要高度灵敏的仪器设备；需要底物 |
荧光成像 荧光蛋白(如GFP,RFP等) | 信号强度大，可直接观察成像；有多种蛋白和染料可用 | 存在非特异性荧光；检测深度受到局限；需要不同波长激发光，难精确体内定量 |
基于生物发光的活体成像技术方法与应用
应用荧光素酶(Luciferase)对基因、细胞和活体动物进行标记
生物发光
携带荧光素酶编码基因(Luc)的质粒或病毒转染入细胞，再导入研究动物如大、小鼠体内，之后注入荧光素(通常以荧光素酶钾盐或钠盐的形式），通过生物发光成像技术(BLI)来检测光强度变化，从而实时监测疾病发展状态或药物的治疗功效等。
基于荧光的活体成像技术方法与应用
采用荧光报告基因(GFP、RFP等) 或荧光染料进行标记
荧光技术
与生物发光不同，荧光技术是采用荧光报告基因(GFP、RFP等) 或荧光染料（包括荧光量子点等新型纳米标记材料）进行标记，利用报告基因、荧光蛋白质或染料产生的荧光，就可以形成体内的生物光源。荧光则需要外界激发光源的激发，才可以被成像系统检测到。
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