活體成像技術(shù)是有由于生物學(xué)克隆技術(shù)與物理學(xué)成像技術(shù)的完美結(jié)合而產(chǎn)生的一種新型生物科學(xué)新技術(shù)?梢姽饣铙w成像技術(shù)主要采用生物發(fā)光與熒光兩種技術(shù)。生物發(fā)光是用熒光素酶基因標(biāo)記細(xì)胞或DNA,而熒光技術(shù)則采用熒光報告基團(tuán)進(jìn)行標(biāo)記。利用一套非常靈敏的光學(xué)檢測儀器,讓研究人員能夠直接監(jiān)控活體生物體內(nèi)的細(xì)胞活動和基因行為。
通過活體光學(xué)成像技術(shù)的發(fā)展歷史,可以知道-70度是勝任活體動物光學(xué)成像檢測的最低溫度要求。如果高于此溫度,由于過高的暗電流和閱讀噪音,將導(dǎo)致靈敏度不能滿足實驗的需要,給實驗帶來很大的不利。該技術(shù)最初是由美國斯坦福大學(xué)的科學(xué)家采用了世界上最優(yōu)秀的高性能CCD研發(fā)與生產(chǎn)制造商Roper scientific公司最新研發(fā)的背部薄化、背照射冷CCD,配合密閉性非常好的暗箱,使得直接監(jiān)控活體生物體內(nèi)的細(xì)胞活動和基因行為成為現(xiàn)實。而且此CCD對動物微弱發(fā)光還具有極高的靈敏度,雙重利好因素的影響下,這項技術(shù)就達(dá)到了最好的效果,一時之間就得到了廣泛的青睞與應(yīng)用。科學(xué)家借此可以觀測活體動物體內(nèi)腫瘤的生長及轉(zhuǎn)移、感染性疾病發(fā)展過程、特定基因的表達(dá)等生物學(xué)過程。所以說該技術(shù)是伴隨著背部薄化、背照射冷CCD的產(chǎn)生而產(chǎn)生,并隨著該CCD技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。
我們通過活體成像技術(shù)看到了溫度對CCD的重要性。CCD的信噪比隨溫度降低而升高。從熱力學(xué)角度來分析的話,溫度越高,電子產(chǎn)生的動能越大,光電轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)移的過程中的無作用信號越多,則CCD成像過程中的噪聲影響越嚴(yán)重,信噪比就會急劇降低。反之,溫度降低,則信噪比就會升高;溫度降低可防止CCD老化。眾所周知,高溫會加速電子器件的老化,這也是為什么很多廠商為了降低溫度對CCD信噪比的影響,而為CCD安裝散熱裝置的原因;高溫可形成暗電流。溫度越高,暗電流產(chǎn)生的可能性越大,而暗電流的形成會影響到CCD的靈敏度,不利于生成高品質(zhì)圖像。
卓越的背照射冷CCD技術(shù)的問世以來,近年來科學(xué)家對此技術(shù)進(jìn)行了大量的研究,產(chǎn)生了大量的高水平的應(yīng)用活體成像技術(shù)進(jìn)行腫瘤學(xué)、基因治療、流行病學(xué)等研究的文獻(xiàn),極大的促進(jìn)了生物醫(yī)學(xué)在分子成像方面的發(fā)展。
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