小动物活体成像光学标记——生物发光法VS荧光法，到底谁更胜一筹？

一，生物发光与荧光成像技术的比较

荧光:光致发光反应。荧光染料、探针、蛋白受一定波长的光激发后，在极短时间内会发射出波长大于激发波长的光，这种光称为荧光。

生物发光:不同于荧光，依靠酶促反应产生自发光信号，是化学能转化为光能，无需激发光，背景更低，灵敏度更高没有背景光源干扰。更加适合作为细胞学分析手段。

二，生物发光成像与荧光成像技术实例分析

文献来源T.L. Troy, et al. (2004). Molecular Imaging 3:9-23

如图所示，通过前期构建PC-3M-luc荧光素酶和DsRed红色荧光蛋白双标的细胞系，，我们建立了一个动物的皮下瘤模型，使得生物发光和荧光成像都能够观测到肿瘤的信号。我们来看一看它有什么区别？左边是生物发光的图像，从这个图像大家可以看出肿瘤的信号值可以达到7.1*10⁷p/s。通过荧光成像，这个肿瘤信号值可以达到7.8*10⁹p/s。那大家可能会说，就是荧光信号要比生物发光要强很多，但是在活体成像的时候，一定要注意背景噪音的干扰。生物发光它本身是一个自发光，所以它的背景只有9.5*10³，而荧光成像，当激发光在照射的时候，动物的皮肤、毛发都会产生很多信号，这种信号我们称之为背景噪音，这个信号值在这个实验里面可以达到1.0*10⁹，也就是说它跟你的信号值是一个数量级的，一旦你的信号弱一点，它就会淹没在背景噪音里面拍不出来，这个就是告诉大家，如果以后做的是一些比较微弱的，或者是比较深层的信号，像一些肿瘤转移的信号，或者说是一些干细胞的信号，这个时候还是建议大家用生物发光的方式来进行标记。

结论：生物发光法更灵敏，背景更低，信噪比更高! 生物发光灵敏度通常比荧光成像高1000倍。但是荧光法就一无是处了吗，当然不是。尽管有组织自身荧光存在的干扰，荧光成像具有更广泛的报告因子选择，包括荧光蛋白，染料，微球，以及最近开发的纳米粒子，如量子点。荧光探针也可具有更广泛的发射波长。所以动物活体成像究竟是选择化学发光法还是荧光法，需要考量多个方面，如生物学适用性、检测灵敏度和组织光学方面的考虑（如报告深度和存在于血管中的血红蛋白吸收干扰）

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