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高通量小動物活體光學成像系統-SpectrumBL

主要性能

·超高靈敏度生物發光成像、化學發光成像和切倫科夫成像

·高通量（10只小鼠）成像

·高分辨率（達20微米）

·3D生物發光斷層重建成像

·3D光學數據可與microCT/PET/SPECT/MRI融合

·國際標準的NIST光學**校準

·可升級到IVIS Spectrum從而具備**熒光成像能力

IVIS^® SpectrumBL 小動物活體光學成像系統同時具備高通量二維及三維斷層水平的生物發光、化學發光和切倫科夫輻射成像功能。

SpectrumBL 可進行10 只小鼠同時成像，能夠真正意義上對大批量小鼠進行高通量長時程成像研究。它所采用的獨特光學成像技術有利于在活體動物內開展疾病發生發展，細胞動態變化以及基因表達模式的非侵入性長時程研究。

高通量生物發光成像

與其他IVIS成像系統一樣，IVIS SpectrumBL提供**的生物發光靈敏度，能夠一次進行10只小鼠的成像（圖1）。SpectrumBL標配了10個小鼠麻醉面罩，對于長時程的研究可減少一半的成像時間，從而極大地提高藥物研發工作進度。圖1顯示使用SpectrumBL，每年通過小動物活體成像得以分析和驗證的化合物數量可增加120%。在早期臨床前藥物研發階段，這些化合物經過活體水平的靶向或生物標記物的篩選驗證后能極大提高后期臨床階段的研發效率。

圖1.使用 SpectrumBL 同時進行 10 只小鼠活體成像。右側圖表顯示 SpectrumBL 的高通量成像能力使得更多的藥物可以進行活體測試。

業內公認**靈敏度的生物發光成像

基于-90℃制冷的CCD相機、大尺寸高量子效率CCD芯片及大光圈鏡頭，IVIS SpectrumBL具備了****的超高生物發光檢測靈敏度。可以實現對以螢火蟲熒光素酶、海腎熒光素酶、細菌熒光素酶等多種熒光素酶為報告探針的發光信號進行快速準確的成像檢測。這種超靈敏的檢測能力，使研究者能夠在活體動物水平觀測到低至單細胞數量級別的信號，進而幫助研究者在活體水平監測到腫瘤的早期微轉移并對腫瘤的發展進行長時程的活體跟蹤研究。其它應用還包括傳染病研究（圖3），干細胞追蹤以及毒理學研究。

圖2. 在 4T1-luc2 腫瘤細胞皮下注射的活體裸鼠上可檢測到單個細胞發出的信號 (A)，對 NCI-H460-luc2 肺癌細胞的生長情況進行活體監測 (B)，對左心室注射的 MDA-MB-231-luc2 腫瘤細胞在活體小鼠體內轉移進行長期觀測 (C)。

圖3. 對尿路感染，肺炎和腦膜炎小鼠模型進行傳染病進展示蹤研究。

切倫科夫成像-優化的軟件大大加速工作流程

Living Image^® 軟件通過非常直觀的數據采集、分析和數據組織操作流程使得IVIS技術得以迅速普及。SpectrumBL 還添加了一些新的功能，如適合切倫科夫成像的成像模塊。軟件可以引導用戶對相機參數進行優化，從而提高檢測動物體內的放射性核素所發出光信號時的信噪比。

Living Image 還支持動態對比增強（DyCETM）成像技術，能便捷地對放射性藥物的活體生物學分布進行掃描，并通過光譜分離可以將放射性核素信號與其他光譜差異較大的發光信號區分開來。實驗時，將放射性核素經尾靜脈注入小動物體內，利用DyCE 成像模塊獲取多時間點的系列動態圖像，通過專有的算法在數分鐘內即可對放射性核素在體內主要臟器的分布進行呈現（圖4）。DyCE 成像模塊套裝包含了多角度成像平臺和專業軟件，該軟件拓展了Living Image 軟件的功能，并適用于所有的IVIS 成像系統。

圖4.向右側腹攜帶 4T1-luc2 皮下腫瘤的小鼠尾靜脈注射 315 μCi 18F-FDG。從注射后 55 秒開始進行動態成像，通過切倫科夫輻射成像觀測 18F-FDG 在小鼠體內的分布。

高級3D 成像分析算法便于與MicroCT 成像進行數據融合

二維成像只能實現對光學信號的相對定位和定量，而三維成像是解決上述問題的**途徑。IVIS SpectrumBL 利用**的生物發光三維成像技術對動物體內的光學信號進行斷層掃描，并通過先進的模型算法對成像結果進行三維重建。重建出的三維結果可利用軟件進行分析，獲得光學信號在體內的深度、發光體積、發光強度、細胞數量等三維定量信息，以及結合小鼠數字器官模型而顯示的器官定位信息（圖5）。

三維斷層掃描和重建軟件可以對腫瘤內部的細胞數量進行定量。三維生物發光信號的定量數據還可與Quantum FX microCT數據進行無縫融合（圖6）。

圖5. 生物發光三維成像顯示 GL261-luc2 膠質瘤在顱內的精確定位。

圖6. 小鼠通過心臟注射具有溶骨效應的 MDA-MB-231-luc-D3H2Ln 腫瘤細胞，該腫瘤細胞的三維生物發光成像與 Quantum FX 的結構成像數據可以進行**融合。