01 小动物活体成像技术

小动物活体成像技术是一种利用多种影像学手段，在不伤害动物的前提下，对其体内生物过程进行动态、定性与定量研究的技术。通过探测组织穿透光或其他信号（如核素、磁共振、X射线或超声波）并进行图像重建，该技术可在组织、细胞乃至分子水平上反映生物学变化。常用于皮下、原位及转移瘤等肿瘤模型的研究，广泛应用于肿瘤、生物治疗及药效学等前沿领域。主要成像方式包括可见光成像、核素成像、MRI、CT和超声成像等。

体内可见光成像主要包括生物发光成像和荧光成像两种方式。生物发光成像通常通过将荧光素酶（如萤火虫荧光素酶）基因整合至目标DNA，使细胞表达相应的酶蛋白，该酶在与其底物荧光素（luciferin）发生特异性生化反应后，可在体内释放出可检测的光信号。

而荧光成像则借助绿色荧光蛋白（GFP）、红色荧光蛋白（RFP）等荧光报告基因，或利用荧光染料如FITC、Cy5、Cy7及量子点（quantum dots，QD）进行标记，通过外部激发光激发标记物后采集其发射光，实现成像目的。

两种技术均可用于实时监测活体动物体内分子与细胞行为，在生命科学研究中具有重要应用价值。

02 生物发光成像实验

实验步骤

1. 用荧光素酶基因标记肿瘤细胞等。

2. 筛选阳性克隆、绘制标记物的发光梯度曲线等。

3. 选择转染率相对高且稳定的一批细胞进行体内实验。

4. 麻醉实验动物。

5. 腹腔注射底物荧光素。最佳的检测时间是在注射后10到15分钟之间。(对于不同的动物模型，发光动力学过程并不完全一致，最好先进行预实验确定何时发光信号最强）。

6. 将麻醉动物放入成像设备中（如IVIS成像系统）。设置曝光时间、视野、binning、滤光片等参数。捕获图像，一般可连续拍摄以选取最佳时点。

7. 使用成像系统自带软件（如Living Image）分析图像。绘制感兴趣区域（ROI），获取信号强度（单位为photons/sec）。可进行时间序列、组间比较或疗效评估。

8. 数据记录与归档。记录图像、定量数据、动物编号、注射时间等实验细节。

成像结果

注意事项

1. 荧光素注射后成像时间要统一，以保证实验可比性。

2. 动物体温维持稳定，否则会影响酶反应效率。

3. 每组建议设置空白对照（未转染或未注射底物的小鼠）。

4. 若信号微弱，可延长曝光时间或提高binning。

03 荧光成像实验

实验步骤

1. 检查成像系统（如IVIS Spectrum、Bruker In-Vivo Xtreme）是否正常运行。准备荧光成像所需的探针或标记细胞（如GFP标记细胞，或FITC/Cy5/Cy7等探针）。设置实验分组、动物编号与记录表。

2. 皮下或原位接种荧光标记细胞静脉注射荧光探针或靶向分子探针，腹腔注射、尾静脉注射等多种途径均可使用。

3. 根据说明书配制探针溶液，注意遮光保存。注射方式通常为尾静脉注射或腹腔注射，剂量和注射体积根据探针种类而定。给药后等待合适时间（如1～24小时），使探针在体内靶向结合并清除非特异性背景。

4. 使用异氟烷麻醉系统或腹腔注射麻醉剂麻醉动物。

5. 将动物置于成像仪平台上，调整体位。设置激发光波长和发射光滤光片（根据探针选择，如GFP用Ex 465-495 nm / Em 510-550 nm）。调整曝光时间、binning（图像分辨率）和视野大小（FOV）。捕捉图像，确保信号强度适中不过曝，必要时可试拍几张优化参数。

6. 图像分析使用配套软件（如Living Image、Bruker MI等）打开图像。选择兴趣区域（ROI）进行定量分析（单位一般为辐照强度或总荧光强度）。进行背景扣除、图像比较、数据统计等处理。

7. 保存原始图像、ROI数据及分析报告。记录每只动物的注射时间、成像时间、参数设置等关键信息。

成像结果

注意事项

1. 使用荧光探针时避免强光直射，操作中应遮光。

2. 多种荧光成分（如GFP与Cy5）共用时要注意通道串扰，可采用多通道成像或顺序拍摄。

3. 选择合适的滤光片组合避免背景自发荧光干扰。

4. 某些组织（如皮肤、毛发）易引起光散射或背景偏高，必要时可脱毛或调整ROI范围。