小動(dòng)物活體成像技術(shù)指的是利用影像學(xué)技術(shù)對(duì)活體狀態(tài)下的生物過(guò)程進(jìn)行組織、細(xì)胞和分子水平上定性和定量研究。通過(guò)將目的基因、細(xì)胞或藥物進(jìn)行光學(xué)標(biāo)記將其注射到動(dòng)物體內(nèi)，通過(guò)功能光學(xué)元件將動(dòng)物體內(nèi)的光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，在進(jìn)行圖像輸出。

目前，小動(dòng)物活體成像技術(shù)主要分為可見(jiàn)光成像（熒光成像、生物發(fā)光成像）、核素成像（PET/SPECT），核磁共振成像（MRI），計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）和超聲成像（Ultrasound）五大類。這幾種成像技術(shù)都有著固定的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，但通常我們常用的就是可見(jiàn)光成像、計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）和超聲成像（Ultrasound）。其中，CT在骨科應(yīng)用較多，超聲在心血管和神經(jīng)科學(xué)應(yīng)用較為廣泛。

體內(nèi)可見(jiàn)光成像是生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)，因此以下主要介紹體內(nèi)可見(jiàn)光成像技術(shù)。

小動(dòng)物成像技術(shù)如何工作？

小動(dòng)物體內(nèi)成像技術(shù)主要如上提及的生物發(fā)光和熒光兩種技術(shù)。熒光成像技術(shù)采用綠色熒光蛋白、紅色熒光蛋白等熒光報(bào)告基因和FITC、Cy5、Cy7等熒光素及量子點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記，通過(guò)激發(fā)光和發(fā)射光獲取成像。

 小動(dòng)物成像技術(shù)的優(yōu)勢(shì)有哪些？

1.非侵入性：小動(dòng)物可見(jiàn)光成像技術(shù)不需要對(duì)小動(dòng)物進(jìn)行手術(shù)或注射熒光探針等特殊處理，對(duì)小動(dòng)物的生理狀態(tài)和行為沒(méi)有影響，可反復(fù)觀測(cè)同一只小動(dòng)物。

2.高靈敏度：可以檢測(cè)到微弱的熒光信號(hào)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)小動(dòng)物的高靈敏度成像。

3.全身成像：小動(dòng)物可見(jiàn)光成像技術(shù)可以對(duì)小動(dòng)物全身進(jìn)行成像，獲取小動(dòng)物內(nèi)部結(jié)構(gòu)和生物過(guò)程的全貌，可對(duì)多個(gè)器官和組織進(jìn)行同時(shí)觀測(cè)和分析。

4.實(shí)時(shí)成像：可以在實(shí)時(shí)成像的情況下對(duì)小動(dòng)物進(jìn)行觀測(cè)，可對(duì)動(dòng)態(tài)過(guò)程進(jìn)行跟蹤和記錄。

5.高通量：能對(duì)多只小動(dòng)物進(jìn)行高通量的成像，從而提高實(shí)驗(yàn)效率和數(shù)據(jù)質(zhì)量。

 基于以上這些便利的優(yōu)點(diǎn)，這種利用非侵入性的光學(xué)方法能夠在不損傷小動(dòng)物的情況下進(jìn)行內(nèi)部生物過(guò)程的觀察，為疾病和藥代動(dòng)力學(xué)提供了有力的支持，因而被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)的研究領(lǐng)域。

小動(dòng)物成像技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景

 （1）藥物研發(fā)：小動(dòng)物成像技術(shù)可以幫助研究人員評(píng)估新藥物的療效和毒性，加速新藥物的開(kāi)發(fā)和上市進(jìn)程。

 （2）神經(jīng)科學(xué)研究：小動(dòng)物成像技術(shù)可以用于研究小動(dòng)物的神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能，探索神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)病機(jī)制和治療方法。

 （3）腫瘤研究：小動(dòng)物成像技術(shù)可以用于研究小動(dòng)物腫瘤的形成、生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移過(guò)程，評(píng)估抗腫瘤藥物的療效，探索腫瘤治療的新途徑。

 （4）心血管研究：小動(dòng)物成像技術(shù)可以用于研究小動(dòng)物心血管系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，探索心血管疾病的發(fā)病機(jī)制和治療方法。

 （5）免疫學(xué)研究：小動(dòng)物成像技術(shù)可以用于研究小動(dòng)物免疫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，探索免疫系統(tǒng)疾病的發(fā)病機(jī)制和治療方法。

 （6）細(xì)胞追蹤：小動(dòng)物成像技術(shù)可以用于研究小動(dòng)物體內(nèi)細(xì)胞的位置、分布和遷移情況，探索細(xì)胞生物學(xué)和組織工程的研究問(wèn)題。

 （7）基因表達(dá)：小動(dòng)物成像技術(shù)可以用于研究小動(dòng)物體內(nèi)基因表達(dá)的情況，探索基因調(diào)控和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的研究問(wèn)題。

小動(dòng)物活體成像技術(shù)的廣泛應(yīng)用和不斷的發(fā)展為科學(xué)研究和醫(yī)學(xué)診斷提供了重要的工具和方法。通過(guò)實(shí)時(shí)觀察小動(dòng)物的生理狀態(tài)和病理變化，我們可以深入了解疾病的發(fā)展過(guò)程、藥物治療的效果以及基因表達(dá)調(diào)控等生物學(xué)過(guò)程。同時(shí)，小動(dòng)物活體成像技術(shù)的非侵入性和三維重建能力，使我們能夠獲取動(dòng)物體內(nèi)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)信息，為研究解剖結(jié)構(gòu)和器官功能提供了便利。此外，小動(dòng)物活體成像技術(shù)的高靈敏度和分辨率，使我們能夠探測(cè)到微小的生物標(biāo)記物或變化，揭示細(xì)微的生物學(xué)過(guò)程。所有這些優(yōu)點(diǎn)使得小動(dòng)物活體成像技術(shù)在藥物研究、腫瘤研究、基因表達(dá)調(diào)控、細(xì)胞追蹤等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。通過(guò)不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，小動(dòng)物活體成像技術(shù)將為我們帶來(lái)更多的突破和進(jìn)展，有望在動(dòng)物研究和醫(yī)學(xué)診斷中發(fā)揮更加重要的作用，為人類健康和生物科學(xué)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。