活体动物体内生物发光和荧光成像技术基础原理与应用五
3． 药学研究
荧光成像在药物制剂学研究，尤其是药物靶向性研究，药物载体研究中有巨大优势。有关专家正在设计用合适的荧光染料标记小分子药物，观察药物在动物体内的特异性分布和代谢情况，尤其是中药研究方面。
应用透射仪从样本底部激发光源，可以提高活体荧光成像的灵敏度和检测的深度。图11-6是应用NIR荧光染料标记的β淀粉酶来观察治疗Alzheimer病的药物的治疗效果，曝光时间仅为200 ms，激发波长680nm，散射光波长720nm。
图11-6 NIR标记的β淀粉酶成像
4．组织工程
通过发展EGFP基因表达的细胞系无创伤的评价组织工程的构建。通过EGFP标记的组织工程细胞移植到小鼠体内特制的支架上，观察该细胞的生长和变化，从而判断组织工程的成败与否。
（一）生物发光成像技术优点
与荧光成像技术相比较，生物发光成像技术主要的优势有：
1．特异性强，无自发荧光
以荧光素酶作为体内报告源的生物发光方法，是以酶和底物的特异作用而发光，特异性极强。动物本身没有任何自发光，使得生物发光具有极低的背景，极高的信噪比。但用荧光方法时，在受到激发光激发时，生物体中皮肤、毛发和各种组织及食物等都会产生荧光，特别是被标记的靶点深臧于组织内部，需要较高能量的激发光时，也就会产生很强的背景噪音。虽然荧光信号强度远远超过生物发光，但极低的自发光水平使得生物发光的信噪比远高于荧光。
2．高灵敏度
生物体内很多物质在受到激发光激发后，也会发出荧光，产生的非特异性荧光会影响到检测灵敏度。特别是当发光细胞深藏于组织内部，则需要较高能量的激发光源，也就会产生很强的背景噪音。荧光成像的灵敏度最高也只能在动物体内检测到约105细胞，相对于生物发光在动物体内监测到102数量级细胞的灵敏度要相差很多。
3. 检测的深度
由于生物发光的灵敏度高于荧光成像，对于需要深部成像的研究（检测的深度在3~4cm），如干细胞、原位肿瘤与转移，自发肿瘤等，应用生物发光成像是最佳的选择。
4. 精确定量
生物发光信号可以用于精确定量，因为荧光素酶基因是插入细胞染色体中稳定表达的，单位细胞的发光数量很稳定。即便标记细胞在动物体内有复杂的定位，亦可从动物体表的信号水平直接得出发光细胞的相对数量。而对于荧光，激发光需要穿过组织到达靶点，发射光需要从体内出来，路径较长。信号水平取决于激发光的强度、发光细胞的数量、靶点的深度、光线穿过的组织对其的吸收及散射等因素，使得荧光强度较难定量。荧光成像定量需要仪器的激发光能够保证持续长时间稳定，并均匀照射到动物体表。NightOWL ⅡLB 983成像系统通过荧光光路的特殊设计实现了对激发光的能量控制和调节，根据光源的大小与深浅针对性选择合适的激发装置，并且采用窄波带滤光片，提高了活体荧光成像的稳定性和灵敏度，并且该系统操作简单、费用低廉、不涉及放射性。
