分子成像

[font=宋体][size=10.5000pt][font=宋体]请问单分子成像稀疏激活然后算[/font]SPF[font=宋体]中心，怎么保证激活的就是单个荧光分子呢？[/font][/size][/font]

MPI磁粒子成像的原理是什么？有什么品牌的设备推荐。网上只找到北京普华量宇代理的MI和布鲁克的设备。

光学分子成像技术由于其具有灵敏度高，响应速度快，操作方便且能实时直观等优异性能引起广泛关注。穿透性荧光三维成像技术（FLIT）凭借其特有的底部透射荧光成像模式能够精确获取体内荧光标记靶点的深度、体积、细胞

[b][url=http://www.f-lab.cn/vivo-imaging/betaimager.html]高速放射自显影成像仪[/url][/b]betaimager采用biospace lab公司放射自显影autoradiography技术,以超高灵敏度获取[color=#333333]氚作为贝塔射线发射器的生物图像,可探测[/color]水平的[color=#333333]氚辐射并在几个小时内给出图像,广泛用于受体结合研究等应用.[/color]高速放射自显影成像仪betaimager具有高达200mm x 250mm的视场,能够容纳高达15个显微镜玻片或较大的组织切片.高速放射自显影成像仪betaimager应用实时杂交监测凝胶电泳和印迹薄层色谱[color=#333333]薄板[/color]TLC PLATES[color=#333333]受体结合的研究高效筛选[/color][color=#333333][img=高速放射自显影成像仪]http://www.f-lab.cn/Upload/betaimager-autoradiography.jpg[/img][/color]高速放射自显影成像仪：[url]http://www.f-lab.cn/vivo-imaging/betaimager.html[/url][color=#333333][/color]

[font=&][size=14px]质谱成像（Imaging Mass Spectrometry, IMS）这种最新原位分析技术主要是利用质谱直接扫描生物样品，分析分子在细胞或组织中的“结构、空间与时间分布”信息。其基本流程（以质谱分析生物组织标记物为例）见下: [color=#333333] [/color][/size][/font][img]https://file.jgvogel.cn/134/upload/resources/image/406626.jpeg?x-oss-process=image/resize,w_700,h_700[/img][font=&][size=14px]简单而言，质谱成像技术就是借助于质谱的方法，再配套上专门的质谱成像软件控制下，使用一台通过测定质荷比来分析生物分子的标准分子量的质谱仪来完成的。但是随着这项技术的不断发展，也陆续出现了许多针对各种问题的新技术。[/size][/font][font=&][size=14px]最早的质谱成像技术是基质辅助激光解吸电离（MALDI，matrix assisted laser desorption ionization）质谱分子成像技术，由范德堡大学（Vanderbilt University）的Richard Caprioli等在1997年提出，他们通过将MALDI质谱离子扫描技术与专业图像处理软件结合，直接分析生物组织切片，产生任意指定质荷比（m/z）化合物的二维离子密度图，对组织中化合物的组成、相对丰度及分布情况进行高通量、全面、快速的分析，可通过所获得的潜在的生物标志物的空间分布以及目标组织中候选药物的分布信息，来进行生物标志物的发现和化合物的监控。[/size][/font][font=&][size=14px]正如数字图像包括三个通道：红，绿，蓝一样（单个亮度定义了每个像素的颜色），质谱成像也包含了数以千计的通道，每一个对应于一个特殊的光谱峰值，“你可以通过质谱方法从这些像素中获得任何信号，然后调整图像中所需分子像素的相对亮度，最后，得到一张分子特异性的成像图。”[/size][/font][font=&][size=14px]这种方法可用于小分子代谢物，药物化合物，脂质和蛋白，而且,质谱成像能相对快速的利用许多分子通道，完全无需特殊抗体,下面列出五种先进的质谱成像方法。[/size][/font][font=&][size=14px]1、MALDI质谱分子成像技术[/size][/font][font=&][size=14px]在对组织或生物体进行成像，分析小分子构成的时候，有一个“拦路虎”总是阻碍实验的进程，那就是多肽，这些多肽体积十分大，要想对它们进行分子成像几乎是不可能的，比如，想要研究肿瘤边缘的分子微环境，如果直接成像是不可能获得清晰图像的。[/size][/font][font=&][size=14px]来自范德堡大学的质谱方法专家Richard Caprioli博士因此发明了基质辅助激光解吸电离（MALDI）质谱分子成像技术，这项技术不局限于特异的一种或者几种蛋白质分子，它可在组织切片中找到每一种蛋白质分子，并提供这些蛋白质分子在组织中的空间分布的精确信息，而事先无需知道所检测蛋白的信息。同时，可对这些蛋白质分子含量进行相对定量。[/size][/font][font=&][size=14px]MALDI质谱分子成像是在专门的质谱成像软件控制下，使用一台通过测定质荷比来分析生物分子的标准分子量的质谱仪来完成的。被用来研究的组织首先经过冰冻切片来获得极薄的组织片，接着用基质封闭组织切片并将切片置入质谱仪的靶上。通过计算机屏幕观察样品，利用MALDI系统的质谱成像软件，选择拟成像部分，首先定义图像的尺寸，根据尺寸大小将图像均分为若干点组成的二维点阵，来确定激光点轰击的间距。激光束通过这个光栅图案照射到靶盘上的组织切片，软件控制开始采集质谱数据，在质谱仪中，激光束对组织切片进行连续的扫描，组织样品在激光束的激发下释放出的分子被质谱仪所鉴定从而获得样品上每个点的质荷比（m/z）信息，然后将各个点的分子量信息转化为照片上的像素点。在每个点上，所有质谱数据经平均化处理获得一幅代表该区域内化合物分布情况的完整质谱图。仪器逐步采集组织切片的质谱数据，最后得到具有空间信息的整套组织切片的质谱数据。这样就可以完成对组织样品的“分子成像”。设定m/z的范围，即可确定该组织区域所含生物分子的种类，并选定峰高或者峰面积来代表生物分子的相对丰度。图像中的彩色斑点代表化合物的定位，每个斑点颜色的深浅与激光在每一个点或像素上检测到的信号大小相关。[/size][/font][font=&][size=14px]通过增加单位面积上轰击的激光点数量和像素，研究人员可以获得更多的样品信息，例如，采用4000像素比200像素能够得到更好的样品图像。质谱分子成像技术是一种半定量或相对定量技术，图像上颜色深的部分表明有更多的生物分子聚集在组织的这个部分，然而，不可能据此确定生物分子在组织的不同部位的实际绝对含量。选择组织图像上的任意一个斑点，图像都能够给出一个质谱谱图或者离子谱图，代表在组织的该部位存在这种生物分子，然后,与做指纹图谱类似，像做指纹图谱那样，将样品的离子谱图与已知标准品进行对照，分析差异，从而进行生物标志物的发现和药物作用的监控。[/size][/font][font=&][size=14px]2、电喷雾电离技术[/size][/font][font=&][size=14px]一般质谱成像方法由于体积庞大，重量重，需要冗长的样品准备阶段，因此，并不适用于即时成像（bed side applications），比如，要帮助外科医生进行实时的肿瘤边界成像监控，那么就要寻找新的方法了。[/size][/font][font=&][size=14px]一种称为电喷雾电离技术（desorption electrospray ionization，DESI）的MS成像技术解决了这个问题。DESI技术于2004年首次提出，由于这一方法具有样品无需前处理就可以在常压条件下，从各种载物表面直接分析固相或凝固相样品等优势而得到了迅速的发展。[/size][/font][font=&][size=14px]这种方法的原理是带电液滴蒸发，液滴变小，液滴表面相斥的静电荷密度增大。当液滴蒸发到某一程度，液滴表面的库仑斥力使液滴爆炸。产生的小带电液滴继续此过程。随着液滴的水分子逐渐蒸发，就可获得自由徘徊的质子化和去质子化的蛋白分子DESI与另外一种离子源：SIMS（二次离子质谱）有些相似，只是前者能在大气压下游离化，发明这项技术的普渡大学Cooks博士认为DESI方法其实就是一种抽取方法，即利用快速带电可溶微粒（比如，水或者乙腈acetonitrile）进行离子化，然后冲击样品，获得分析物的方法。[/size][/font][font=&][size=14px]DESI系列产品最大的优势就在于无需样品处理，一般质谱和高效[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]分析，样品必须经过特殊的分离流程才能够进行分析检测，使得一次样品检测常常需要约一个小时,而DESI系列产品可将固体样品直接送入质谱,溶液被喷射到检测表面,促使样品离子均匀分布。采用这一手段的质谱分离过程，只需3分钟左右即可完成。[/size][/font][font=&][size=14px]3、APIR MALDI/LAESI技术[/size][/font][font=&][size=14px]了解细胞的内部成分是理解健康细胞不同于病变细胞的关键，但是，直到目前为止，唯一的方法是观察单个细胞的内部，然后将其从动物或植物中移除，或者改变细胞的生存环境。但是这么做的话，会使细胞发生变化。科学家还不是很清楚一个细胞在病变时与健康细胞的差别，或者当它们从一个环境移到另一个环境中产生的变化。[/size][/font][font=&][size=14px]来自华盛顿大学Akos Vertes教授希望能从另外一个方面来进行活细胞分析，在他的一项关于活叶样品中初级和次级代谢产物分布的研究中，研究人员发现叶片中积累基质很厚，常导致光谱末端低分子量部分模糊，而且基质辅助激光解析电离（MALDI）质谱分析需要在真空中进行，但是，活体样本在真空中无法存活。[/size][/font][font=&][size=14px]实际上，MALDI质谱分析的原理是将分析物分散在基质分子中并形成晶体，当用激光照射晶体时，由于，基质分子经辐射所吸收的能量，导致能量蓄积并迅速产热，从而使基质晶体升华，致使基质和分析物膨胀并进入[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相[/color][/url]。而生物样品也可以直接吸收能量的，比如，2.94mm波长的光能激活水中氢氧键。[/size][/font][font=&][size=14px]因此，Vertes等人想到复合两种技术来解决这一问题。首先他们利用大气压红外线（an atmosphericpressure infrared，APIR）MALDI激光直接激活组织中的水分，使样品气化，就像是组织表面发生了细胞大小的核爆炸，从而获得了离子化微粒，进入质谱中进行分析。但是并不是所有的气化微粒都带电，大部分其实是不带电的，会被APIR MALDI遗漏。[/size][/font][font=&][size=14px]为了捕捉这些中性粒子，Vertes等人采用了第二种方法：[/size][/font][font=&][size=14px]LAESI(laser ablation electrospray ionization，激光烧蚀电喷雾电离)，这种方法能捕捉大量带电微滴的微粒，然后重新电离化。通过对整个样品进行处理，复合这两种方法，就能覆盖更多的分子，分析质量更高。[/size][/font][font=&][size=14px]与一般质谱成像过程不同，Verte的方法还在成像中增加了高度，从而实现了3D代谢物成像。这项技术的分辨率是直径10mm，高度30mm，这与生物天然的立体像素相吻合，这样科学家们就可以获得天然构像。[/size][/font][font=&][size=14px]4、二次离子质谱技术[/size][/font][font=&][size=14px]质谱成像技术能将基质辅助激光解吸电离质谱的离子扫描与图像重建技术结合，直接分析生物组织切片，产生任意质荷比(m/z)化合物的二维或三维分布图。其中三维成像图是由获得的质谱数据，通过质谱数据分析处理软件自动标峰，并生成该切片的全部峰值列表文件，然后成像软件读取峰值列表文件，给出每个质荷比在全部质谱图中的命中次数，再根据峰值列表文件对应的点阵坐标绘出该峰的分布图。[/size][/font][font=&][size=14px]但是，一般的质谱成像技术不能对一些携带大分子碎片的化学成分进行成像，来自宾夕法尼亚州州立大学的NicholasWinograd教授改进了一种称为二次离子质谱（SIMS，secondary ion mass spectrometry）的方法，可以对样品进行完整扫描，三维成像。[/size][/font][font=&][size=14px]SIMS早在用于生物学研究之前就已经应用广泛了，比如，分析集成电路（integratedcircuits）中的化学成分，这种质谱技术是表面分析的有利工具，能检测出微小区域内的微量成分，具有能进行杂质深度剖析和各种元素在微区范围内同位素丰度比的测量能力。[/size][/font][font=&][size=14px]这种技术具有几个优点：[/size][/font][font=&][size=14px]速度快（－10,000 spectra per second），亚细胞构造分辨率（－100nm），以及不需要基质。但是另外一方面，不同于MALDI方法，SIMS方面不是一种“软”技术，这种方法只能对小分子成像，因此常常需要进行粉碎。[/size][/font][font=&][size=14px]Winograd教授改进了这一方法，他利用了一种新型SIMS光束（carbon-60磁性球），这种新光束比传统的SIMS光束对物体的化学损伤更小。C60同时撞击样品表面，类似于“一阵爆炸”，这样重复的轰击使得研究人员能深入样品，进行三维分子成像，Winograd教授称这个过程是“分子深度成像”（molecular depth profiling）。[/size][/font][font=&][size=14px]C60的能量与其它的离子束相当，却不到达样品表面以下，这样样品可以连续地被逐层剥离，研究人员就可以得到纵面图形，最终获得三维的分子影像。Winograd教授等人用含有肽的糖溶液将硅的薄片包裹起来并进行SIMS实验，随着薄膜逐渐被C60剥蚀，可以获得糖和肽的稳态信号。最终，薄膜完全剥离后就可以获得硅的信号。如果用其它的射线或原子离子代替C60，粒子束会快速穿过肽膜而无法提供有关生物分子的信息。因此，这种方法具有良好的空间分辨率，能够获得巨噬细胞和星型细胞的细胞特征和分析物的分布情况。[/size][/font][font=&][size=14px]这里还要说到一点，SIMS和上一技术（APIR MALDI/LAESI技术）都可以对三维成像，但两者也有差别，SIMS方法中，采用高能离子轰击样品，逐出分析物离子（二级离子），离子再进入质量分析器。MALDI方法则用激光辐射样品使之离子化，另外SIMS探针可以探测到100nm的深度，能提供纳米级的分辨率，而MALDI可以探测更深，但空间分辨率较低。[/size][/font][font=&][size=14px]5、纳米结构启动质谱技术[/size][/font][font=&][size=14px]质谱在检测生物分子方面有很大潜力，但现有方法仍存在一些缺陷，灵敏度不够高和需要基质分子促使分析对象发生离子化就是其中之二。比如说，需要溶解或者固定在基质上的方法检测代谢物，较易错判，因为这些代谢物与那些基质常常看上去都一样。另外基于固定物基质的系统也不允许研究人员精确的判断出样品中某一分子到底来自于哪儿。[/size][/font][font=&][size=14px]来自斯克利普斯研究院的Gary Siuzdak博士发明了一种称为纳米结构启动质谱（nanostructure-initiator mass spectrometry，NIMS）的新技术，这种技术能以极高的灵敏度分析非常小的区域，从而允许对肽阵列、血液、尿和单个细胞进行分析，而且还能用于组织成像。 [/size][/font][font=&][size=14px]NIMS利用了一种特制的表面，这种多孔硅表面上聚集了一种含氟聚合物，这些分子在受到激光或离子束照射时会猛烈爆发，这种爆发释放出离子化的分析物分子，它们被吸收到表面上，使其能够被检测到。这种方法利用激光或离子束来从纳米尺度的小囊中气化材料，从而克服了一般质谱方法缺少所需的灵敏度和需要基质分子促使分析对象发生离子化的缺陷。 [/size][/font][font=&][size=14px]通过这种方法可以分析很多类型的小分子，比如，脂质，糖类，以及类固醇，虽然每一种分析材料需要的含氟聚合物有少许差别，但是这是一种一步法的方法，比MALDI简单多了——后者需要固定组织，并添加基质。 [/size][/font][font=&][size=14px]由于，含氟聚合物不能很好的离子化，因此，会发生轻微的光谱干扰，而且由于离子化过程是“软性”的——就像MALDI，所以NIMS产生的生物分子是整块离子化，而不是片段离子化。不过这种技术对于完整蛋白的检测灵敏度没有MALDI高[/size][/font]

大家好，我是新来的，求助《红外光谱成像仪的原理与应用》论文一篇，万分感谢！

[b][url=http://www.f-lab.cn/vivo-imaging/nexus128.html]三维光声超声成像系统Nexus128[/url][/b]是全球首款成熟商用的[b]3D光声成像系统[/b]和[b]3D光声CT系统[/b]和[b]3D光声断层扫描成像系统[/b],具有更高灵敏度和各向同性分辨率，提高光声图像质量,具有更快的扫描时间和更高光声成像处理能力。三维光声超声成像系统利用内源性或外源性对比产生层析吸收的断层图像,适用于近红外吸收染料或荧光探针进行对比度增强和分子成像应用。三维光声超声成像系统应用分子探针的吸收和分布肿瘤血管-血红蛋白浓度肿瘤缺氧-二氧化硫[img=三维光声超声成像系统]http://www.f-lab.cn/Upload/photo-acoustic-CT-Nexus128.png[/img]三维光声超声成像系统Nexus128特点预定义的肿瘤生物学和探头吸收协议先进灵活的研究模式的扫描参数先进的重建算法易于使用的图形用户界面紧凑，方便的现场系统强大的查看和分析软件易于使用的图形用户界面数据可视化与分析三维光声数据从三维光声超声成像系统传输到工作站进行观察和分析。工作站上的数据具有与三维光声超声成像系统相同的结构/组织。独立的工作站允许调查员分析数据，而另一个操作员正在获取数据。前置像头具有强大的内置工具Endra 可以为特殊定量数据应用提供OsiriX 插件三维光声超声成像系统Nexus128：[url]http://www.f-lab.cn/vivo-imaging/nexus128.html[/url]

[back=transparent]质谱成像是以质谱技术为基础的可视化方法，通过质谱离子源直接扫描生物样本，可以在一张组织切片上同时分析数百种分子的空间分布特征，已成为精确解析药物分子及其代谢产物组织空间分布的关键技术之一，[back=transparent]质谱成像[/back]应用于药物ADME的研究。[/back]一般在生活中肾脏是药物排泄的主要器官。但是药物排泄过程的正常与否关系到药效强度、药效维持时间以及毒副作用。所以，这是我们必须要借助一些科学例如高分辨质谱技术来助力药物。近年来，高分辨质谱成像技术的诞生为定位药物组织分布研究提供了全新的技术和思路。本文将主要介绍TransMIT AP-SMALDI 10高分辨率质谱成像系统如何一步步揭秘伊马替尼在小鼠肾脏组织中的空间分布特征。TransMIT AP-SMALDI 10质谱成像系统是目前少有的集高空间分辨率和高质量精度于一体的质谱成像系统。该系统采用常压基质辅助激光解吸电离技术，通过先进的准直光束聚焦实现了5μm的成像分辨率；质谱端搭载Thermo Scientific? Q Exactive?系列质谱仪，保证了离子分析的高质量分辨率和高质量精度。综上所述，研究成功的揭示了伊马替尼在重要排泄器官肾脏中的组织分布特征，同时也获取了组织中各种内源性化合物的空间分布信息，为研究药物分子的累积和排泄机制提供了可靠的科学依据。TransMIT AP-SMALDI 10质谱成像系统集高空间分辨率、高质量分辨率和高质量精度于一身，不仅成为了药代动力学研究的利器，也应用于肿瘤标志物研究、植物次生代谢物研究、药用植物药效成分研究、微生物和单细胞研究等。未来，期待TransMIT AP-SMALDI 10质谱成像系统为我国药物研发人员和各领域科研工作者带来更多的惊喜，加快研究进程，加速成果转化。

[align=center][b][size=14.0pt]如何用sCMOS相机优化显微成像[/size][/b][/align][align=center][size=11.0pt]会议时间：2020年3月20日10:00[/size][/align][b][size=12.0pt]内容介绍：[/size][/b]本次报告从灵敏度、成像视野、成像速度、成像特性等参数方面全面解读来自牛津仪器Andor的全新背照式、高分辨sCMOS相机。首先，介绍相机的成像结构和数据读出原理；第二，重点介绍Andor背照式SCMOS相机，分析相机参数对显微成像的影响；第三，以单分子成像为例，比较背照式sCMOS相机和EMCCD相机，给出各自成像优势；最后，展示sCMOS相机在具体科研上的应用。[b][size=12.0pt]讲师介绍：[/size][size=11.0pt]王坤:[/size][/b][size=11.0pt]2009[/size][size=11.0pt]年中科院国家纳米科学中心获得凝聚态物理博士，目前在牛津仪器Andor公司担任应用科学家，近十年来一直从事高端显微成像系统的相关科研及应用工作，参与过科技部重大仪器专项、中科院仪器专项、中科院仪器功能开发项目、上海市自然科学基金等科研项目，熟悉各类高端显微成像系统的原理，在各类生物样本成像上具有丰富的经验。[/size][font=等线][size=10.5pt]报名地址：[url]https://www.instrument.com.cn/webinar/meeting_12626.html[/url][/size][/font]

凝胶成像定义　　凝胶成像即：对DNA或RNA胶　　进行切胶、拍照、观察、分析　　，的实验室类仪器，　　凝胶成像系统可以应用于分子　　量计算,密度扫描,密度定量,　　PCR定量等生物工程常规研究。凝胶成像应用范围　　总体上来说凝胶成像可应用于：凝胶成像系统可以用于：蛋白质、核酸、多肽、氨基酸、多聚氨基酸等其他生物分子的分离纯化结果作定性分析　　（1）分子量定量　　对于一般常用的DNA胶片,利用分子量定量功能,通过对胶上DNA Marker条带的已知分子量注释,自动生成拟合曲线,并以它衡量得到未知条带的分子量。通过这种方法所得到的结果较肉眼观察估计要准确很多。　　（2）密度定量　　一般常用的测定DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)浓度的方法是紫外吸收法,但它只能测定样品中的总核苷酸浓度,而不能区分各个长度片段的浓度。利用凝胶成像系统和软件,先将DNA胶片上某一已知其DNA含量的标准条带进行密度标定以后,可以方便的单击其他未知条带，根据与已知条带的密度做比较，可以得到未知DNA的含量。此方法也适用于对PA GE蛋白胶条带的浓度测定。　　（3）密度扫描　　在分子生物学和生物工程研究中,最常用到的是对蛋白表达产物占整个菌体蛋白的百分含量的计算。传统的方法是利用专用的密度扫描,但利用生物分析软件结合现在实验室常规配备的扫描仪或者直接用白光照射的凝胶成像就能完成此项工作。　　（4）PCR定量　　PCR定量主要是指，如果PCR实验扩增出来的条带不是一条，那么可以利用软件计算出各个条带占总体条带的相对百分数。就此功能而言，与密度扫描类似，但实际在原理上并不相同。PCR定量是对选定的几条带进行相对密度定量并计算其占总和的百分数，密度扫描时并对选择区域生成纵向扫描曲线图并积分。

[b][url=http://www.f-lab.cn/biosensors/mx96.html]生物分子相互作用分析仪[/url][/b]是采用[b]阵列成像SPR[/b]技术的[b]生物分子相互作用传感仪[/b]器和[b]成像SPR仪[/b],是全球领先的多重[b]生物分子相互作用分析[/b]的[b]SPR成像系统[/b]。生物分子相互作用分析仪mx96可监测传感器表面上高达96个配点，使用生物分子相互作用分析仪mx96温度控制96位微孔板自动进样，样品在芯片系列注射，每次注产生96个相互作用。它是可以无人执行的从96孔板在一个完整的运行多达10000个传感由此产生以及包括控制的任务。生物分子相互作用分析仪具有样品注射的来回流动，只有100µ L的样品也能检测由生物分子相互作用分析仪与CFM标准生物传感器相结合，可以从较低的吞吐量机转换成更高的吞吐量阵列系统。对于多路复用非常重要的应用程序，阵列可能非常强大，因为随着实验规模的增大，在其他平台上的采样消耗和仪器运行时间可以迅速扩展。例如，数组可以两两竞争96单克隆抗体的-几乎10000个人相互作用-只使用200每个单抗µ L和一个24小时运行的几天到几个月持续运行的平台。[img=生物分子相互作用分析仪]http://www.f-lab.cn/Upload/MX96.jpg[/img]生物分子相互作用分析仪：[url]http://www.f-lab.cn/biosensors/mx96.html[/url]

[url=http://www.f-lab.cn/vivo-imaging/celox.html][b]高速脑皮层成像仪3001CELOX[/b][/url]采用以色列optical-imaging公司的[b]电压敏感染料成像[/b]技术,配合高达10000Hz的VSD成像技术,广泛用于活体成像或体外成像,[b]VSD成像[/b]！[b]高速脑皮层成像仪[/b]应用（体内和体外）：在体内或体外的皮质功能架构VSD成像。同时有optogenetics VSD成像。固有的光学成像的皮层功能架构。电压敏感染料的心脏成像。微血管系统的探索。灵活的数据获取这台[b]高速脑皮层成像仪[/b]主要用于电压敏感染料信号的探测。它有一个比较大的可以达到脉宽108赫兹的感应器，而且有1000赫兹和多行扫描达到10000赫兹的操作。灵活的在线归档功能让你可以进行高速成像。[img=高速脑皮层成像仪]http://www.f-lab.cn/Upload/brain-imager3001.JPG[/img]高速脑皮层成像仪：[url]http://www.f-lab.cn/vivo-imaging/celox.html[/url]

科技日报 2012年04月25日 星期三 本报讯 实时3D微观组织成像技术的出现不啻为癌症诊断、微创手术和眼科等医疗领域的一场革命。据物理学家组织网4月23日报道，美国伊利诺伊大学的研究人员开发出用计算自适应光学系统校正光学层析成像的畸变技术，给未来医疗的“高清”成像带来前景。相关技术成果刊登在最新一期美国《国家科学院学报》在线版上。 美国贝克曼研究所高级科学和技术博士后研究员史蒂芬说：“该技术能够超越现在的光学系统，最终获得最佳品质的图像和三维数据。这将是非常有用的实时成像技术。” 畸变如散光或扭曲困扰着高分辨率成像。其会使对象细点的地方看上去如斑点或条纹。分辨率越高，问题会变得更糟糕。这是在组织成像中特别棘手的问题，而精度对于正确诊断至关重要。 自适应光学可以校正成像的畸变，被广泛应用于天文学来校正当星光过滤器通过大气层的变形。医学科学家已经开始将这种自适应光学系统的硬件应用于显微镜，希望能改善细胞和组织成像。 但伊利诺伊大学生物工程内科医学的电子和计算机工程教授斯蒂芬指出，这同样富有挑战，将其应用于组织、细胞成像，而不是通过大气对星星成像，存在很多光学上的问题。基于硬件的自适应光学系统复杂而昂贵，调整繁琐，故不太适用于医疗扫描。 由此，该团队采用计算机软件来发现并纠正图像畸变，替代硬件的自适应光学，称为计算自适应光学技术。研究人员用此技术演示了大鼠肺组织含有微观粒子凝胶的幻影。用光学成像设备干涉显微镜的两束光扫描组织样本，计算机收集所有数据后，纠正所有的深度图像，使模糊的条纹变成尖锐的点而特征显现，用户可用鼠标点击改变参数。研究人员说：“我们能够纠正整个研究体积的畸变，在其任何地方呈现高清晰度图像。由此，现在可以看到以前不是很清楚的所有组织结构。” 该技术可以应用于许多医院和诊所的台式电脑，可对任何类型进行干涉成像，如光学相干断层扫描。（华凌）

首先祝贺各位版友新年快乐！感谢支持凝胶成像版面的版友！感谢在凝胶成像版面发布求助帖子的版友！感谢在凝胶成像面积极回答版友问题的版友！感谢在凝胶成像版面入住的居民！感谢凝胶成像版面的各位专家！欢迎版友给2011年凝胶成像版面出谋划策，使得凝胶成像版面红起来。反提出建设性建议者，一经采用悬赏奖励。http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/brow/em09502.gifhttp://simg.instrument.com.cn/bbs/images/brow/em09505.gif

请问用凝胶成像能不能代替激光扫描仪进行同工酶活性百分数的测定?能打出谱图吗?

GB/T 23909.1-2009 无损检测 射线透视检测 第1部分：成像性能的定量测量

日本原子能研究开发机构福岛研究开发部门福岛研究开发基地废堆环境国际共同研究中心远程技术部的森下祐树研究员8月3日宣布，与东北大学未来科学技术共同研究中心的黑泽俊介副教授和山路晃广助教以及三菱电机公司合作，共同开发出了可在现场实时测量释放α射线粒子尺寸的超高位置分辨率 “α射线成像检测器”。该检测器的原型是医疗领域推进开发的α射线成像检测器。通过将其应用于钚样本，证实能以16微米的位置分辨率逐一检测出α射线。该仪器将为提高福岛第一核电站和核燃料设施等的安全性做出贡献

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作为实验室里最为常用的仪器之一，成像设备直接为您的论文提供影像。而这些影像质量的好坏，有时候甚至决定着您的论文能否发表。当然，拥有一台好的、运行稳定的设备也是老板和技术主管的心愿。那么，如何从纷繁的市场上选择到一款好的成像设备呢？很多号称“王牌”的设备是否真的能够打满分呢？下面的文章就向您介绍选择成像系统的“四项基本原则”。有了这些原则，您在选择成像仪时自然成竹在胸，无往不胜。原则一：“只选对的，不选贵的”市场上各品牌、各型号的成像仪林林种种，但是从成像原理上可以分成两大类，分别是拍照成像和扫描成像。拍照成像简单说就是样品和相机的相对位置不动，可以进行单次成像或多次成像；而扫描成像则是相机对样品进行局部成像，然后通过样品或相机的移动对整个样品进行成像。拍照成像目前主要采用CCD相机成像，由于可以设置不同的曝光时间，常被用来进行微弱的化学发光及生物发光的成像。而扫描成像则由于精度高、重复性好被广泛用于大型样品以及多通道成像中。可以说，对于大型样品或多通道应用，能选择扫描成像的，尽量不要选择拍照成像。原理搞清楚了，选择起来就简单了。不同的原理导致了不同应用的最佳选择，所以千万不要相信什么“全能王”之类的鬼话，没有任何一款机器可以通吃所有应用领域。下面就实验室最常见的一些应用简单的说明选择的依据：核酸电泳凝胶：一般此类凝胶都采用EB染色、紫外激发，而且凝胶较小。推荐采用一般的凝胶成像设备即可完成。蛋白电泳凝胶：一般此类凝胶采用考染或银染，白光透射成像。对于小型凝胶您可以选择一般的凝胶成像设备，但是对于大型凝胶，特别是双向电泳凝胶，由于CCD拍照成像会有几何扭曲，而且透镜效应也会导致不同区域的信号强度差异，另外CCD拍照也无法保证不同凝胶的成像参数保持一致，因此扫描成像是最好选择。转印膜：这个稍微有些复杂。一般转印膜有比色法显色、同位素、化学发光和荧光等不同检测手段。比色法显色就是产生有颜色的条带或斑点，一般采用普通的凝胶成像设备即可；同位素可以采用压胶片曝光的方法，但是费时、费力而且容易过饱和，比较通用的方法是由FujiFilm在1981年发明的磷屏成像技术，获得信号潜影的磷屏通过激光扫描就可以获取同位素的信号。而化学发光是目前最常用的蛋白印迹的检测手段，无疑，冷CCD拍照成像对这种微弱的光信号是最合适的。荧光是所有这些检测手段中最令人赞叹的和最有前景的。这不仅仅是因为荧光染料具有最宽的动态范围，而且还在于它能够为我们提供多通路的检测途径（同样适用于凝胶，通用电气公司的2D DIGE技术就是采用三种荧光染料标记蛋白而形成多通路检测的）。当然，您可以使用单一荧光检测，这时您对凝胶成像设备的要求就包括了新的激光光源和相应的滤光片。如果您是一个完美主义者，或者您需要对邻近或重叠的目标分子进行成像，那么多通道荧光检测是您的不二之选。这时扫描成像绝对是最佳选择，这样选择不仅仅是因为扫描成像能够带来更高的灵敏度和分辨率，更重要的是，不同通道之间没有几何扭曲，拟合性好。微孔板及其他特殊需求：对于拍照成像而言，由于几何扭曲的问题，对微孔板成像就变得比较复杂了，一般必须一个专用的校正装置才可完成。当然，如果采用扫描成像一般不需要任何额外附件。很多实验室现在都对小动物成像非常感兴趣，然而对小动物进行真的不是一件简单的事，一方面小动物需要进行麻醉和固定；另一方面还需要对信号位置进行三维定位。因此，能同时提供功能、代谢和解剖图像的PET/CT是进行这类成像的最有力的工具。限于篇幅，这部分将不做更多介绍。原则二：实践是检验真理的唯一标准这可不是在上政治课，每个厂家都对自己的产品是“王婆卖瓜，自卖自夸”，经常给您上两个小时课中间还不用休息，什么“专利技术”、“人性化设计”、“生命科学产业大奖”。只有您想不到的，没有他做不到的。可是，这些东西对用户到底有什么意义？就没有几个人说得清了。好用才是硬道理。任凭你说得天花乱坠，拿来我试试，不就什么都清楚了。现在多数厂商都提供Demo机服务，还有技术人员现场答疑解惑，那就请各位上场，真刀真枪的拼一下，谁的性能好，价格优，那我就要谁的。当然，我们的实际测试结果仅仅是针对我们自己的样品和现场demo的机器而已。我们不能据此对相关品牌和相关型号做太多评判。由于具体应用的限制、操作技巧的差异以及可能的仪器状态的区别，我们有可能没有给出公允的评价。但无论如何，这些讯息对我们采购者和使用者来说都是非常重要的。

Introduction　　过去，研究人员为了确保凝胶结果完美需要进行辛苦的工作：通过不断重复进行保存凝胶，或者凝胶存档（a record of the gel）的工作，在记录他们辛辛苦苦得来的凝胶结果上花费了许多时间和精力。然而今天的我们已经不再需要如此手工化的操作了，我们可以利用许多商品化的凝胶成像系统快速而准确的记录下实验结果，并且可以方便地获得分析和组织实验的数据。而且凝胶成像系统也已经不仅仅是作为一种凝胶记录的手段，普遍应用于蛋白、DNA的凝胶记录中了，更是一种印迹分析，数据获得的方式。　　不管是什么用途，刚开始的时候凝胶成像系统的组件都是相似的。Alpha Innotech的产品经理Hanh Lee就曾说，“表面上看来，所有的凝胶成像系统看上去和操作起来很相似：它们都有一个相机、一个黑暗的‘围栏’与获取和分析凝胶图片的软件。”但是，更深入的进行了解，你就会发现大部分凝胶成像系统提供了不同的产品特性来满足不同科学研究的需要。　　要挑选一个合适的凝胶成像系统，各人需要根据目前的预算和将来研究需要来决定，市场上有众多的类型和型号可供选择，但是大家要务必记住经常留意最新的产品动向——快速发展的光学技术和成像分析软件也许能实现你以前想都不敢想的方便操作。　　　　A range of specifications for far-ranging needs　　首先值得一提的当然是分别在在2004年和2006年获得凝胶成像分析系统生命科学产业奖的Bio-Rad公司的产品，Bio-Rad公司提供了各种不同的产品特性满足客户的不同科学研究需要。例如，Bio-Rad公司的ChemiDoc XRS系统就是为高分辨率的化学发光和荧光成像用途设计的。该系统的特点包括：1.3兆的超级冷却CCD照相机、一个紧密不透光的暗室、一个滑行的透射仪、一个的由软件控制变焦、聚焦、光圈、实时成像和动态平场处理的伸缩镜头。该公司还提供另外一种更基础用途的型号Gel Doc XR，主要用于快速高分辨率成像，但没有化学发光成像功能。该系统包含一个暗室、一个1.4兆像素的CCD照相机、UV和白光照明、琥珀色滤光玻片和UV防护罩。Gel Doc XR系统也可以升级为ChemiDoc XRS系统，两种系统都包含了图像获取和分析软件 ——Quantity One。虽然像ChemiDoc XRS等系统的高科技特性对于新用户来说听起来有点不习惯，但是Bio-Rad公司的CCD成像技术产品经理Jill Raymond表示，“Bio-Rad的凝胶成像系统的关键特点就是设计的简易性——几乎能满足所有顾客的需要。”　　Bio-Rad公司还提供两种分辨率更高和灵敏度更好的凝胶成像系统型号：VersaDoc Model 4000和VersaDoc Model 5000。VersaDoc Model 4000系统具备一个3.2兆像素的CCD相机，提供了最佳的分辨率。该系统尤其适用于蛋白组分析，例如可以利用Quantity One 1-D分析软件来估计蛋白样品的分子量和数量，也可以利用PDQuest 2-D分析软件来分析蛋白表达产物的差异。　　VersaDoc Model 5000系统则运用了高级的量子效应、蓝光增强的CCD相机，该相机通过过冷光源（supercooled）来优化低亮度情况下的图片成像。通过Quantity One 1-D分析软件就能轻松估计样品的丰度差异。　　知名的Alpha Innotech公司在科学研究和预算要求方面也提供了广泛的，可供选择的产品，比如目前相对新型和高端的产品——FluorChem SP，这是一种可以用于化学发光、荧光、和可见光应用的产品。　　Alpha Innotech公司宣称通过FluorChem SP，希望能设定近期发展起来的电子致冷型CCD（cooled CCD camera）相机技术的行业标准，包括分辨率、灵敏度、动态范围和性能等方面的标准。而且Alpha Innotech也相信他们公司提供的相机产品的规格有着其他公司不能比拟之处：高分辨率（科学研究级的CCD）、4兆象素、低信噪比、低暗电流（dark current）、绝对的和可调的制冷温度（用于更高端的系统）。　　除了4兆象素的分辨率外，FluorChem SP还提供了Alpha Innotech公司的AlphaEaseFC软件。其特有的算法通过三维图像轮廓成像、图像锐化和降低信噪比等技术改进了成像分辨率。AlphaEaseFC软件提供了可以简单易用的单击完成1D泳道分析、2D点密度、MW/Rf（分子量/迁移率）计算、克隆和细胞计数、微量滴定盘分析、芯片分析、物距测量和凝胶评分等功能。　　另一方面，Alpha Innotech公司也提供给用户一种经济实惠的选择——入门级的AlphaDigiDocRT 2产品，这是一种实时的凝胶成像系统，只要具备一台电脑（通过USB连接）、一台UV透射仪就能使用。当然这是一种stand-alone版的成像产品，也就意味着它不具备一些昂贵的系统提供的许多图像分析选项。　　AlphaDigiDocRT 2具有高达8兆的分辨率（8位灰度或者24位彩色成像）、在软件控制下具有4倍的光学变焦和自动聚焦等性能。该系统还包含了AlphaEaseFC图像获取软件，用于控制变焦、自动聚焦、分辨率和曝光时间，含有自动图像增强和数据管理工具，除此之外AlphaDigiDocRT 2外形小巧，经济实惠，是小型和拥挤的实验室的理想选择之一。　　The importance of upgradeability　　假如你现在就需要一台凝胶成像系统，虽然目前你们实验室很小并且预算很紧，或者你不需要很多花俏的凝胶成像系统的功能，但是预知将来可能会需要更多复杂的性能的时候，最好购买一台能允许你升级到满足你将来需要的凝胶成像系统。　　有一些公司提供了这种服务，比如Alpha Innotech公司——任何顾客购买了带有DE-500操作室的入门级凝胶成像系统，就对系统进行升级而不需要买一套全新的系统。另外以上提到的Bio-Rad公司的GelDoc XR 和ChemiDoc XRS也是可升级的系统。　　除此之外，Kodak公司的分子成像系统就其高级市场专员Allison Sova的表述：“Kodak公司的Gel Logic的凝胶成像系统家族使得研究者能选择目前所需要的性能，并且可以将来可以经济而简易的升级系统以满足将来的需要。简单的来说，Kodak公司提供给研究者更大的灵活性来满足他们实验室对成像能力不断增加的要求”，也是一种可以升级的系统。　　Kodak’s Gel Logic 100是Kodak公司的基础型成像系统，它包含一个１兆象素的数码CCD相机、一个Gel Logic成像操作室、一个溴化乙锭带通滤波器。并且Kodak公司award-winning Molecular Imaging软件提供了其他成像系统所没有的特性，该软件可以在Mac操作系统或者Windows操作系统中使用。假如Gel Logic 100系统还不能满足你的需要，Kodak公司还提供了完整系列的数码凝胶成像和印迹成像系统——DNA 和 RNA凝胶成像，或者蛋白凝胶、印迹、或者平板成像等。　　比如Gel Logic 2200数码成像系统，Gel Logic 2200数码成像系统是Kodak公司顶级的凝胶成像系统。 Gel Logic 2200运用了2.2兆像素致冷型CCD相机，适用于更高灵敏度的化学发光和低亮度荧光检测，该系统还整合了白光和紫外光光源。Kodak公司称，该系统能检测皮摩尔至飞摩尔水平的荧光信号，达到与放射性自显影胶卷一样的灵敏度。　　另外，大范围生产凝胶成像系统的厂商还有Syngene——Synoptics公司的一个分公司。Synoptics公司的Paru Oatey说“基本上你可以根据研究需要和经费预算来选择相机、光源和滤光镜等配置，这将确保不会在一个系统中不需要的部件上花费多余的钱。”　　InGenius是Syngene公司的低预算型凝胶成像产品，可以根据选择不同的相机达到不同的分辨率。InGenius系统小巧易用，包括一个暗室，一个0.3-2兆像素的CCD相机（视型号而定）。　　G Box是该公司的另一个高端产品，一个更先进的凝胶成像和分析系统。该系统可以根据不同的应用选择三种不同分辨率的CCD相机，可以选择自动伸缩镜头或者手工镜头，电脑驱动或者手动滤光选择器，根据不同用途的光源选择，符合人体工程学外形设计的暗室。Syngene公司最近推出了一款高分辨率的G Box型凝胶成像产品——G Box Chemi XT16，该系统具有一个超致冷型、低噪音、高分辨率的4兆像素的CCD相机，适合灵敏的化学发光用途。除了自带的暗箱外，系统还包括安置在头顶的白光和紫外光透射光源。每一台G Box系统都提供了GeneTools分析软件，该程序能使许多单调乏味的工作自动完成，例如分子量分析和点带匹配等。

[align=left][font=宋体][color=#374151]摘要：光学显微成像技术在神经科学研究中发挥着不可或缺的作用。文章将深入探讨两种主要的光学显微成像技术，即荧光显微镜和多光子显微镜，在神经科学领域的应用案例。我们首先介绍了这些技术的基本原理和发展历程，然后详细描述了它们在神经细胞成像、突触可塑性研究和脑功能成像中的应用。通过这些案例，我们展示了光学显微成像技术在神经科学研究中的重要性，以及它们对我们深入理解神经系统的贡献。[/color][/font][/align][font=宋体][color=#374151]关键词：神经科学、荧光显微镜、多光子显微镜、神经细胞成像[/color][/font][font=宋体][color=#374151]光学显微成像技术自17世纪以来一直在科学研究中扮演着重要的角色。随着技术的不断发展，光学显微镜已经成为许多科学领域的核心工具之一，尤其在生命科学和神经科学领域。文章将深入探讨光学显微成像技术在神经科学研究中的应用案例，重点介绍荧光显微镜和多光子显微镜这两种主要技术的原理和应用。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]一、光学显微成像技术应用[/color][/font][font=宋体][color=#374151]1.荧光显微镜的应用[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光显微镜是一种广泛应用于神经科学研究的工具，它使用荧光染料或标记物来可视化和研究神经系统的结构和功能。以下是荧光显微镜在神经科学研究中的应用案例，包括神经细胞成像、突触可塑性研究、脑疾病研究等方面。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]（1）神经细胞成像[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光显微镜在观察和研究神经细胞的结构和功能方面发挥了关键作用。通过使用荧光标记的抗体或分子探针，研究人员可以可视化神经元的不同结构，包括轴突、树突、细胞核等。这有助于研究神经细胞的形态特征以及它们在不同生理条件下的变化。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]（2）突触可塑性研究[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光显微镜在突触可塑性研究中也具有重要应用。突触可塑性是指突触的结构和功能如何受到刺激和学习的影响。通过标记突触相关的蛋白质或分子，研究人员可以实时观察突触的变化，如突触增强或突触抑制，以深入理解学习和记忆的神经机制。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]（3）脑功能成像[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光显微镜在脑功能成像方面也具有潜力。通过将钙指示剂或光遗传学标记物引入神经元，研究人员可以实时监测神经元的活动。这种技术使我们能够理解大脑不同区域的活动模式，以及不同刺激下神经元的响应。这对于研究认知过程、行为和神经疾病有着重要意义。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]（4）神经干细胞研究[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光显微镜也被广泛用于研究神经干细胞。通过标记和追踪神经干细胞的命运和分化过程，研究人员可以理解神经系统的发育和再生机制。这对于神经系统修复和治疗神经系统疾病具有潜在应用。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]（5）荧光标记的蛋白表达[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光显微镜也可用于研究不同蛋白质在神经系统中的表达和定位。通过使用荧光标记的蛋白表达技术，研究人员可以观察不同蛋白质的分布和相互作用，从而深入理解神经系统中的信号传导和调控。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]（6）脑疾病研究[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光显微镜在研究脑疾病方面也发挥着关键作用。研究人员可以使用荧光显微镜来研究神经系统疾病的病理机制，如帕金森病、阿尔茨海默病和精神分裂症。这有助于发现潜在的治疗方法和药物筛选。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光显微镜在神经科学研究中的应用是多方面的，涵盖了神经细胞成像、突触可塑性研究、脑功能成像、神经干细胞研究、蛋白质表达和脑疾病研究等多个领域。这一技术为神经科学家提供了非常强大的工具，帮助他们深入理解神经系统的结构和功能，以及与神经相关的疾病的机制。未来，随着技术的不断发展，荧光显微镜将继续在神经科学领域中发挥关键作用，为我们揭示神经系统的奥秘提供更多的洞察力。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]2.多光子显微镜的应用[/color][/font][font=宋体][color=#374151]多光子显微镜（Multi-Photon Microscopy）是一种先进的成像技术，它利用非线性光学效应，如多光子吸收，为神经科学家提供了强大的工具，用于研究神经系统的结构和功能。相比传统的荧光显微镜，多光子显微镜具有许多显著的优势，包括更深的成像深度、较少的光损伤、更少的荧光标记物和更高的空间分辨率。以下是多光子显微镜在神经科学研究中的应用领域：[/color][/font][font=宋体][color=#374151]（1）脑功能成像[/color][/font][font=宋体][color=#374151]脑功能成像是多光子显微镜的一个主要应用领域。这种技术允许研究人员实时观察活体动物的脑活动，包括神经元的兴奋与抑制、突触传递和脑区之间的相互作用。多光子显微镜能够提供高分辨率的三维图像，而无需使用荧光标记物。这对于研究大脑的基本功能、学习和记忆等过程至关重要。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]（2）钙离子成像[/color][/font][font=宋体][color=#374151]钙离子在神经元内起着关键的信号传导作用。多光子显微镜可以用于监测神经元内的钙离子浓度变化，这对于理解神经元的兴奋性和突触传递至关重要。通过使用荧光钙染料，研究人员可以实时观察神经元内钙离子浓度的动态变化，以及不同神经元之间的协同作用。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]（3）神经元形态学研究[/color][/font][font=宋体][color=#374151]多光子显微镜在研究神经元的形态学和结构上也具有独特的优势。它可以提供高分辨率的三维成像，允许研究人员详细观察神经元的分支结构、突触连接和细胞器的分布。这对于理解神经元的连接方式、发展和退行性疾病的机制至关重要。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]（4）活体动物模型研究[/color][/font][font=宋体][color=#374151]多光子显微镜也在活体动物模型研究中发挥着关键作用。研究人员可以使用这种技术观察小鼠、果蝇等模型动物的脑活动，从而研究不同物种的神经系统功能和行为。这对于神经药理学、疾病建模和药物筛选具有重要意义。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]（5）细胞内成像[/color][/font][font=宋体][color=#374151]多光子显微镜也可用于单个神经元或突触的细胞内成像。这允许研究人员观察细胞内的亚细胞结构、蛋白质运输和突触形成等过程。这对于研究神经元的分子机制和突触可塑性非常有帮助。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]多光子显微镜的应用领域不仅局限于神经科学，还扩展到其他生命科学领域，如细胞生物学、免疫学和生物医学研究。其高分辨率和深层成像能力使其成为许多领域中不可或缺的工具。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]尽管多光子显微镜在神经科学研究中具有巨大的潜力，但它也面临着一些挑战。其中之一是成像速度，尤其在观察大脑活动时，需要高速成像以捕捉快速的神经事件。另一个挑战是数据处理和分析，因为高分辨率、三维和四维成像产生了大量的数据，需要强大的计算资源和分析工具。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]未来，我们可以期待多光子显微镜技术的不断改进和发展，以应对这些挑战。新的激光技术、荧光标记物和成像算法将继续推动这一领域的进展，为我们深入理解神经系统的复杂性提供更多的洞察力。多光子显微镜将继续在神经科学领域中发挥关键作用，有望帮助我们解决一些最具挑战性的神经科学问题。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]二、光学显微成像技术在神经科学研究中的应用存在问题[/color][/font][font=宋体][color=#374151]光学显微成像技术在神经科学研究中的应用虽然具有众多优势，但也存在一些问题和挑战，这些问题需要科研人员不断努力来解决。以下是一些存在问题：[/color][/font][font=宋体][color=#374151]1.有限的成像深度[/color][/font][font=宋体][color=#374151]传统的光学显微成像技术受到光的折射和吸收的限制，导致成像深度受到限制。这在研究深层脑区时成为问题，因为光无法有效透过多层组织，导致深层神经元无法清晰成像。多光子显微镜已经在这一方面取得了进展，但仍然存在深度限制。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]2.光损伤和毒性[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光标记物和强光源在成像过程中可能对生物样本产生光损伤和毒性作用。这对于活体成像和长时间观察是一个挑战，因为它可能导致样本的退化和死亡。科研人员需要努力寻找更温和的成像方法和标记物，以减轻这些问题。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]3.数据量庞大[/color][/font][font=宋体][color=#374151]高分辨率和多维成像技术产生大量的数据，需要强大的计算资源和复杂的数据分析工具。处理和管理这些数据可能是一个挑战，尤其是在长期实验和大规模成像项目中。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]4.标记物的选择[/color][/font][font=宋体][color=#374151]合适的荧光标记物对于获得高质量的成像数据至关重要。然而，选择适当的标记物可能会受到限制，因为一些标记物可能会干扰样本的正常生理活动，或者不适合特定的实验条件。因此，需要不断开发新的标记物和成像方法。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]5.解析度限制[/color][/font][font=宋体][color=#374151]光学显微成像的分辨率受到光的波长限制，通常受到绕射极限的限制。虽然一些超分辨率成像技术已经出现，但它们仍然无法突破光学分辨率极限。这可能会限制对神经系统微观结构的精确观察。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]6.活体成像的挑战[/color][/font][font=宋体][color=#374151]对于活体成像，尤其是在大脑中，样本的运动和呼吸等因素可能导致成像失真。稳定和精确定位样本是一个技术挑战。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]尽管存在这些问题，光学显微成像技术仍然是神经科学研究的不可或缺的工具，因为它们提供了独特的实时、高分辨率和非侵入性的成像能力。科研人员不断努力解决这些问题，通过技术创新和改进，光学显微成像技术有望继续为神经科学领域的研究提供更多洞察力。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]三、下一步研究方向[/color][/font][font=宋体][color=#374151]基于上述问题，光学显微成像技术在神经科学研究中的应用仍然需要不断改进和发展。下面是可能的下一步研究方向，以解决这些问题：[/color][/font][font=宋体][color=#374151]1.改进成像深度[/color][/font][font=宋体][color=#374151]研究人员可以探索新的成像方法，如双光子显微镜和光学波前调制成像，以增加成像深度。此外，开发新的光学透明样本制备技术，如透明大脑样本技术，可以帮助克服深度限制问题。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]2.减少光损伤和毒性[/color][/font][font=宋体][color=#374151]研究人员可以寻找更温和的成像条件，减少光损伤和荧光标记物的毒性。此外，使用先进的成像系统，如自适应光学成像，可以减小激光功率，同时保持高分辨率。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]3.数据管理和分析工具[/color][/font][font=宋体][color=#374151]开发更强大的数据管理和分析工具，以处理庞大的成像数据。机器学习和深度学习方法可以帮助提高数据分析的效率，并自动检测和量化细胞和结构。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]4.标记物的改进：寻找更多、更具选择性的标记物，以减少对样本的干扰。这可以包括荧光标记物的改进、发展新的基因表达标记和探测技术。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]5.突破分辨率极限[/color][/font][font=宋体][color=#374151]进一步发展超分辨率成像技术，以突破传统光学分辨率极限，获得更高的细节分辨率。例如，结构光显微镜和单分子成像技术可以帮助提高分辨率。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]6.活体成像技术改进：研究人员可以探索新的样本固定和稳定技术，以减小样本运动对成像的影响。另外，开发新的活体成像方法，如头部悬置成像和小型显微成像技术，可以帮助在动态活体条件下进行成像。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]7.多模态成像[/color][/font][font=宋体][color=#374151]结合不同的成像技术，如光学显微镜与电生理记录、光学显微镜与功能磁共振成像（fMRI）等，以获得更全面的神经科学数据。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]8.多尺度成像[/color][/font][font=宋体][color=#374151]开发多尺度成像方法，能够在微观和宏观水平上同时观察神经系统的活动，从神经元到整个脑区。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]这些研究方向代表了改进和扩展光学显微成像技术在神经科学研究中的应用的可能途径。通过不断的技术创新和跨学科合作，神经科学家和工程师有望克服这些问题，提高光学显微成像技术的效能和应用广度，以更深入地理解神经系统的复杂性。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]四、结论[/color][/font][font=宋体][color=#374151]光学显微成像技术在神经科学研究中的应用案例清楚地表明，这些技术在揭示神经系统的复杂性和功能中起到了关键作用。然而，这仅仅是一个开始，未来仍有许多挑战和机遇等待我们探索。例如，新的成像技术和荧光标记方法的不断发展将进一步扩展我们的研究领域。此外，将光学显微成像技术与其他分子生物学和生物化学技术相结合，可以更全面地理解神经系统的功能。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]在未来，我们可以期待更高分辨率、更深层次的成像以及更多三维和四维成像的发展。这将有助于解决神经科学中的一些最具挑战性的问题，如神经网络的复杂性和神经退行性疾病的机制。光学显微成像技术将继续为神经科学研究提供有力的工具，推动我们对大脑和神经系统的理解不断深入。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]参考文献：[/color][/font][font=宋体][color=#374151][1]高宇婷,潘安,姚保利等.二维高通量光学显微成像技术研究进展[J].液晶与显示,2023,38(06):691-711.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][2]王义强,林方睿,胡睿等.大视场光学显微成像技术[J].中国光学(中英文),2022,15(06):1194-1210.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][3]章辰,高玉峰,叶世蔚等.自适应光学在双光子显微成像技术中的应用[J].中国激光,2023,50(03):37-54.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][4]曹怡涛,王雪,路鑫超等.无标记光学显微成像技术及其在生物医学的应用[J].激光与光电子学进展,2022,59(06):197-212.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][5]关苑君,马显才.光学显微成像技术在液-[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相[/color][/url]分离研究中的应用[J].中山大学学报(医学科学版),2022,43(03):504-510.DOI:10.13471/j.cnki.j.sun.yat-sen.Univ (med.sci).2022.0319.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][6]陈廷爱,陈龙超,李慧等.结构光照明超分辨光学显微成像技术与展望[J].中国光学,2018,11(03):307-328.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][7]安莎. 轴平面光学显微成像技术及其应用研究[D].中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所),2021.DOI:10.27605/d.cnki.gkxgs.2021.000055.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][8]杜艳丽,马凤英,弓巧侠等.基于空间光调制器的光学显微成像技术[J].激光与光电子学进展,2014,51(02):13-22.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][9]莫驰,陈诗源,翟慕岳等.脑神经活动光学显微成像技术[J].科学通报,2018,63(36):3945-3960.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][10]张财华,赵志伟,陈良怡等.自适应光学在生物荧光显微成像技术中的应用[J].中国科学:物理学 力学 天文学,2017,47(08):26-39.[/color][/font]

12月20日，美国匹兹堡大学的研究人员基于量子测量和纳米技术的界面工作，实现了由钻石晶体包裹的单个电子组成的纳米级磁成像的重要进展。研究人员表示，被认为是计算任务“动力室”的量子计算或许也可应用于高精度测量等纯电子工业以外的其他领域。　　该校物理学和天文学系的助理教授古鲁德弗·达特表示，该纳米磁共振成像技术可针对单个分子或细胞内的一群分子进行扫描。传统的磁共振成像技术在这种分子层面不能很好工作，因此需要创建一种新设备来适应这种高精密度观测的需求。　　在构建这种装置中，科研团队面临的一个重大挑战是：需要在钻石晶体内利用单个电子的共振准确测量出磁场。共振是指一个物体在特定频率下，以最大振幅做出摆动的倾向，自然中存在着很多共振的现象，例如乐器的音响共振、摆钟共振和电路的共振等。共振十分强大，物理学家可用其对力、质量和电磁场等进行灵敏测量，但共振也限制了人们可以准确测量的最大磁场范围，在磁成像中，物理学家只能从接近传感器共振频率的分子处探测到狭长的磁场，使成像过程变得更加困难。　　科研人员利用量子计算的方法避开了硬件上的不足，以便能观测到整个磁场。与此前使用的标准技术相比，通过扩展磁场，科学家能将最大可探测场强和精度之间的比例提升10%。这使科研团队离研发出纳米级的磁共振设备又近了一步，届时科学家能够以非侵入的方式，研究分子、材料和细胞等的属性，在不伤害原子的情况下，显示它们所处的位置。而目前类似研究所采用的方法都不可避免地会破坏样本。　　研究人员表示，以上只是初步结果，他们期望在日后更多的研究中获得更多成果。达特表示：“这对于我们理解分子或活体细胞等具有直接影响。我们的工作显示量子计算也可以超越纯电子设备领域，为高精度测量取得进展扫清基本的路障。”

[font=宋体]传统的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术测量的是平均光谱，反映样本的平均组成，而近红外显微成像技术增加了光谱的空间分布信息，可以使样品的异质性得到进一步[/font][font=宋体]确定。近红外显微成像系统是将[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]与光学显微镜联用的系统，主要由近红外主机、近红外显微镜系统和计算机组成。近红外主机多采用干涉分光原理，主要部件包括迈克尔逊干涉仪、显微镜光学系统、检测器等。显微镜把光束聚焦到测量样品的微区上，可移动镜头从而对样品进行点、线、面的分子水平的扫描，可以快速获得大量的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]图，并把测量点的坐标与对应的红外光谱同时存入计算机，得到不同化合物在微区分布的平面图或立体图。[/font][font='Times New Roman']1. [/font][font=宋体]近红外显微成像技术的特点[/font][font=宋体][font=宋体]（[/font][font=Times New Roman]1[/font][font=宋体]）样品不需预处理。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]（[/font][font=Times New Roman]2[/font][font=宋体]）穿透能力强。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]（[/font][font=Times New Roman]3[/font][font=宋体]）水的干扰小，可以对鲜活组织和溶液中的细胞样品直接测定。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]（[/font][font=Times New Roman]4[/font][font=宋体]）测定的区域可达到[/font][/font][font='Times New Roman']lcm[/font][sup][font='Times New Roman']2[/font][/sup][font=宋体]以上，并且可以检测粗糙表面的样品。[/font][font=宋体][font=宋体]（[/font][font=Times New Roman]5[/font][font=宋体]）非接触性、非破坏性、无环境污染。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]（[/font][font=Times New Roman]6[/font][font=宋体]）二维光谱可以增强分辨率，展示更多的细节。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]（[/font][font=Times New Roman]7[/font][font=宋体]）可分析多种物态的样品。[/font][/font][b][font='Times New Roman']2. [/font][font=宋体]成像方式[/font][/b][font=宋体][font=宋体]（[/font][font=Times New Roman]1[/font][font=宋体]）总吸收图像，以每一个的数据点的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]图为基础，宏观显示图像分析区域内的近红外吸收强度。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]（[/font][font=Times New Roman]2[/font][font=宋体]）单波长成像，以特定波长的近红外吸收强度为特征，显示对应化学官能团在图像分析区域内的分布信息。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]（[/font][font=Times New Roman]3[/font][font=宋体]）化学成像，也叫峰面积图像，是以特定吸收峰的峰面积为特征，显示对应化学官能团在图像分析区域内的分布信息。[/font][/font][font=宋体]（[/font][font='Times New Roman']4[/font][font=宋体]）相关谱成像，以某一张[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]为标准，计算出整个图像上的像素点光谱与它的相关性，再以相似度为度量成像。特别适于鉴别纯物质中的零星污染物。[/font][font=宋体]（[/font][font='Times New Roman']5[/font][font=宋体]）峰比率成像，以[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]图不同吸收峰的峰比率为特征，显示对应化学官能团在图像分析区域内的分布信息。[/font][font=宋体]近红外显微成像技术在材料、食品、医药等行业已经发挥了较大的作用，利用其进行化学成分测定及微区分析，快速、简单、直观。与扫描电镜、透射电镜、电子探针、[/font][font='Times New Roman']X[/font][font=宋体]射线衍射等其他微区分析技术相比，近红外显微成像技术具有制样简单、操作方便、快速定量、无损分析的优点。因此，作为现代分析技术，近红外显微成像技术必将得到越来越广泛的应用。如何建立适用性、稳定性更好的数学模型，实现不同仪器之间、同一仪器不同条件下的定标模型的转移，以及与其他分析技术的联用将是近红外显微成像技术的发展趋势。[/font]

[center]最新医学成像技术透视奇妙人体构造 [/center] 据美国《探索》杂志报道，医学成像技术在过去几年取得了突飞猛进的发展，如今，这些新技术可以甄别人体任何结构以及许多重要生物过程，比如不同的血流速度。以下这组图片不仅揭示了患病后的人体构造，还在视觉上给人以冲击。 1.精神分裂症患者大脑图像 [img]http://www.sciencenet.cn/upload/news/images/2009/10/20091016141239928.jpg[/img]精神分裂症患者大脑弥散张量成像(DTI) 一种描述大脑结构的新方法被称为弥散张量成像(DTI)。这张图便是医疗人员在研究精神分裂症患者时，利用弥散张量成像技术制作出来的。 [img]http://www.sciencenet.cn/upload/news/images/2009/10/20091016141213834.jpg[/img]像这样的弥散张量成像图(呈现方式与以前的图像不同)可以揭示脑瘤如何影响神经细胞连接，引导医疗人员进行大脑手术。 弥散张量成像其实是核磁共振成像(MRI)的特殊形式。举例来说，如果说核磁共振成像是追踪水分子中的氢原子，那么弥散张量成像便是依据水分子移动方向制图。神经细胞纤维长而薄，分子通常会沿着神经细胞纤维扩散。研究人员可以突出水分子和一组组神经细胞纤维以相同方向运行的部位。像这样的弥散张量成像图(呈现方式与以前的图像不同)可以揭示脑瘤如何影响神经细胞连接，引导医疗人员进行大脑手术。它还可以揭示同中风、多发性硬化症、精神分裂症、阅读障碍有关的细微反常变化。 2. 核磁共振成像 [img]http://www.sciencenet.cn/upload/news/images/2009/10/2009101614120194.jpg[/img]核磁共振成像 在核磁共振成像仪器下，患者躺在圆柱形磁体内，暴露于强大的磁场。一旦暴露在磁场中，水分子的质子会排成一行，要是遭到无线电波的攻击，它们会立即乱作一团，不成直线。在质子重新排列过程中，电脑会收集它们的信号，并加工成图像。富含水的组织会发出更强烈的信号，在生成的图像中看上去更亮，而骨骼相对较暗。这项技术用在此处是来描述大脑和颈部动脉的。在注射了用于对比的成像剂以后，放射线专家重复扫描，这时，成像剂在血管中移动，使他们可以看清楚造成中风、脑动脉瘤和各种外伤的堵塞物。 [img]http://www.sciencenet.cn/upload/news/images/2009/10/20091016141138944.jpg[/img]脊椎管和大脑处的明亮区域表示脑脊髓液。 核磁共振成像技术还经常用在神经成像方面。脊椎管和大脑处的明亮区域表示脑脊髓液；向下延伸至身体的长条状体则是脊髓。 3.X光血管成像术 [img]http://www.sciencenet.cn/upload/news/images/2009/10/20091016141124647.jpg[/img]X光血管成像术 X光血管成像术让手上如此细小的血管都呈现出来。由这种最新数码探测仪生成的图像质量可以让放射科医师不用使用高剂量辐射物，也能看清楚器官的细微之处。这张照片显示了手外伤的直接影响——没有血液流向第四根手指，而其他手指的小血管却清晰可见。 [img]http://www.sciencenet.cn/upload/news/images/2009/10/200910161410206.jpg[/img]X光血管成像术 制作有用的医学图像涉及两个主要步骤：一是搜集数据，二是将这些数据转换为可快速、准确解读的图像。这张图像由一种称为X射线断层成像(简称CT)的先进X光技术生成，突出了上述两个方面的进步。体绘制软件(Volume-rendering software)结合CT血管成像技术，可以识别心脏附近主动脉(从图像顶端延伸至身体下部、心脏周围的大片粉色血管)的异常情况。再往下，可以清楚看到肝脏(紫色)和肾脏(鲜红色)。准确测定主动脉直径至关重要，因为外科医生可以借此判断主动脉是否存在破裂的风险。 4.CT血管成像 [img]http://www.sciencenet.cn/upload/news/images/2009/10/2009101614104491.jpg[/img]CT血管成像 对于此处用以显现骨盆的CT血管成像来说，成像剂会注射到静脉，使血管同软组织形成鲜明对比。电脑软件可以进一步凸显骨骼和血管之间的差别，让医生可以做出更明确、更快速地诊断。 [img]http://www.sciencenet.cn/upload/news/images/2009/10/2009101614948897.jpg[/img]此图中的两只手是尸检扫描的结果 通常情况下，CT使用一个X光源，但研究人员可以将两个不同能量的X光源结合起来，更清晰地呈现软组织。根据特定组织(比如图中两只手的腱和韧带)吸收不同能量的事实，仪器可以突出展示它们的图像。为检验这种呈现方式的准确性，研究人员对尸体进行了扫描，将扫描结果同他们的“虚拟”发现相比较。此图中的两只手就是尸检扫描的结果。当然，CT技术的主要目标是改善健康，但也存在用于虚拟尸检的可能性。作为法医检查的一部分，像这样的CT扫描可以揭示小刀等物体的路径。 5.正电子放射层扫描术(PET) [img]http://www.sciencenet.cn/upload/news/images/2009/10/2009101614932866.jpg[/img]正电子放射层扫描术(PET) 很多医学成像技术主要集中在解剖构造方面，正电子放射层扫描术(PET)有所不同：这种技术生成的图像突出了细胞活动。医生先给患者注射放射性示踪剂，接着，吸收示踪剂最多的细胞会发出亮光。此图中的示踪剂是葡萄糖。癌细胞会快速生长并分裂，因此会消耗大量能量，吸收葡萄糖。红色表示患者肝脏和肩部有问题。大脑和心脏(C形红块是心脏肌肉壁，即心肌层)同样会大量消耗能量，所以也会呈现出来。PET扫描和CT扫描二者结合，能够突出图中的人体构造。图一是PET扫描，图二是CT扫描，图三是PET扫描和CT扫描的结合，这使得医生可以更准确地看清楚问题所在。同核磁共振成像仪一样，正电子放射层扫描仪可以采集多个平面的数据。在这三张图中，分别只有一个“切片”显示出来，只要结合所有这些切片，就能生成三维图。 [img]http://www.sciencenet.cn/upload/news/images/2009/10/2009101614916850.jpg[/img]在这张图中，PET扫描确认的癌组织是蔚蓝色圆团状物体，而CT扫描锁定了它在结肠的位置。 根据CT扫描，肾脏(红色)、骨骼和血管的结构也都清晰可见。PET技术最常用于肿瘤学检查，也应用于心脏病学和神经病学领域。生成此图的仪器制造商“GE Healthcare”日前引进了两种系统，帮助研究人员探索新的临床应用。据美国放射学学院的布鲁斯希尔曼(Bruce Hillman)介绍，由于可以监测细胞功能，PET就是一系列用以监控人体细胞和亚细胞新工具的典型代表。 更多阅读 美国《探索》杂志相关报道（英文）http://discovermagazine.com/photos/07-brain-saving-mind-blowing-hi-tech--medical-imaging

成像和成像有什么区别