背景介绍
随着生物医学研究的快速发展,小动物活体成像技术逐渐成为生命科学领域中一项重要的研究工具。
活体成像技术,即在不损伤生物体的情况下,通过高精度的成像手段观察生物体内的生理、病理变化。这一技术的广泛应用不仅极大推动了基础医学研究的进展,还对新药研发、肿瘤治疗、基因研究等多个领域产生了深远的影响。传统的动物模型实验方法存在一定局限性和不足,特别是需要大量的动物分组和在不同时间点解剖获取数据, 得到多个时间点的实验结果,存在工作量大和组间差异问题。
相比之下,活体成像技术通过对同一组实验对象在不同时间点进行成像,跟踪同一观察目标(标记细胞和标记分子)的移动及变化,不存在常见的组间差异,工作量和实验动物消耗可大为减少,所得的数据也更加真实可信。此外, 活体成像技术不涉及放射性物质,具有操作简单,所得结果直观,灵敏度高等特点,可用于追踪靶细胞数量,体积变化和体内分布,从分子和细胞水平对药物疗效进行评估。
常见问题分析(FAQ)
Q:荧光素钠盐和荧光素钾盐有什么区别?
A:二者在使用效果上无明显差异,均溶于水,但荧光素钠盐溶解度(100mg/mL)要高于荧光素钾盐(60mg/mL)。在体内实验研究中,研究者更倾向于选择荧光素钾盐。
Q:为什么溶解荧光素钠盐或者钾盐的时候需用不含Ca2+或Mg2+离子的PBS,有无别的盐溶液可用来溶解荧光素?
A:PBS中的Ca2+、Mg2+抑制某些蛋白酶的活性。此外 Mg2+是催化荧光氧化的重要因素,Ca2+是和腔肠素氧化有关的离子,因此建议使用DPBS,其他的盐溶液也可用来溶解荧光素,但要避免溶液中的阳离对实验造成影响。
Q:描述荧光素酶的发光特性?
A:荧光素腹腔注射老鼠后约1 min后,能够表达荧光素酶的细胞开始发光,10 min后强度达到稳定的最高点,在最高点持续约20-30 min后开始衰减,约3 h后荧光素排除,发光全部消失,最好的检测时间是在注射后15-35 min内。
Q:怎么将荧光素注入小鼠体内,注射方法之间的区别是什么?
A:荧光素可通过腹腔注射或尾部静脉注射注入小鼠体内。约1min可扩散到小鼠全身。大部分情况下使用荧光素浓度为150mg/kg。20g的小鼠约使用3mg的荧光素即可。对于腹腔注射来讲,扩散较慢,开始发光较慢,持续发光时间较长。对于荧光素的尾部静脉注射,扩散快,开始发光快,但发光持续时间较短。
Q:荧光素底物可以透过血脑屏障吗?
A:底物荧光素,约280道尔顿,其脂溶性非常好,很容易透过血脑屏障。注射一次荧光素能保持小鼠体内荧光素酶标记的细胞发光30-45 min。每次荧光素酶催化反应只产生一个光子,这是肉眼无法观察到的。
Q:用荧光素进行活体成像与绿色荧光蛋白检测体内发光相比优势何在?
A:荧光素酶的偏红光比绿色荧光蛋白的绿光在体内的穿透性要强近100倍。荧光素是靠和荧光素酶的相互作用发光,特异性很强,得到的信噪比较高;荧光蛋白需要激发光来产生反射光,但是在检测的过程中,老鼠的皮毛,皮肤都会产生非特异性荧光,使得信噪比降低。荧光蛋白检测更适合于体外检测,荧光素酶的检测更适合于体内检测。