小动物活体光学成像系统-IVIS Lumina X5-Revvity-瑞孚迪
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IVIS Lumina X5整合高通量生物发光、荧光及高分辨率二维X光成像模块。扩展为五只小鼠的光学及X光大成像视野、独特的实验设置和样品标记辅助配件让研究人员能更便捷、更快速地获取疾病进展中解剖学和功能学各方面的稳定数据和答案。

IVIS Lumina X5包含先进的光谱分离功能,可通过高灵敏度多光谱成像来监测同一动物体内的多个生物学事件。

产品特点

产品特点 

  • 高通量光学及X光成像(同时成像5只小鼠)
  • 高分辨率、低辐射X光成像
  • 支持小鼠及大鼠成像
  • 高灵敏度生物发光成像
  • 高性能荧光光谱分离成像,覆盖可见 光至近红外全光谱
  • 基于切伦科夫辐射原理的放射性同位 素成像
  • 生物发光、荧光及X光多模式成像
  • 丰富的成像及数据分析配件

 

高通量光学及X光活体成像系统 

IVIS Lumina X5在经典Lumina平台上整合了一英寸的CCD相机, 可以提供20 x 20厘米高通量的成像视野,足以同时对五只小鼠 进行生物发光和荧光成像。另外,新款闪烁屏能为成像视野内任意光学图像提供对应的X光结构学图像数据。配备了26块滤光片, 适用于从绿色到近红外荧光信号的成像。新的激发技术将荧光 成像范围有效提升至900 nm。整合了Revvity公司计算纯光谱(CPS)算法及光谱数据库生成软件工具,使其能实现精准去除自发荧光背景、多信号拆分以及荧光信号定量功能。

 

丰富的选配件 — 简化实验操作流程

 

IVIS Lumina X5主要配置

  • 背部薄化、背照式2.7 x 2.7 cm科学一级CCD,自可见光至近红外光全波段提供高量子效率
  • 高品质避光成像暗箱
  • 标配19块激发光滤片及8块发射光滤片,用于实现荧光多光谱扫描及分离成像
  • 高性能LED用于白光成像
  • 可加热实验动物载物台,用于维持成像时的动物正常体温
  • 支持小鼠及大鼠成像
  • 基于高灵敏度的CCD相机,X光扫描时间可低至1-10秒, 有效降低X射线辐射
  • X射线屏蔽防护层保证X光成像的安全性
  • X射线安全性能超过美国FDA颁布的标准(21 CFR 1020.40)
  • X光成像结果与生物发光、荧光及白光结果自动融合
  • 电动马达用于控制载物台、滤光片、镜头及光圈的转换

 

X光成像模块

可选配件

  • 实验动物托盘
  • 自动注射装置
  • 实验动物ID识别软件
  • 360度旋转成像装置MVI-2™

场景应用

生物发光二维成像、荧光二维成像

瑞孚迪 (Revvity)为生命科学和诊断业务公司,为全球190多个国家和地区的制药和生物技术企业,诊断实验室,科研机构等客户提供多样化的服务。(原PerkinElmer)

Q:为何IVIS技术能看到体内发出的可见光?

A:两个主要原因使IVIS技术能够看到体内发出的微弱的可见光。一是高灵敏度的制冷CCD镜头,可达到零下-90°C,使体内发出的非常少的光子也能够检测到。 二是绝对密封的暗箱装置,可以屏蔽包括宇宙射线在内的所有光线。

 

Q:正常成体小鼠可以看到体内发光吗? 是否不需要裸鼠?

A:可以。成体老鼠和裸鼠,幼鼠及胚胎的区别只在与对可见光的穿透性不同,我们的技术可以看到成体正常老鼠的体内发光。这正是这项技术的价值所在。可见光的穿透能力在2-3cm,所以大鼠也可以作为活体成像的动物, 并有很多关于大鼠的文章。

 

Q:能检测在组织内部的发光吗?光能透过肌肤多深?

A:可以。若有发光足够强的标记细胞,在老鼠体内任何一个地方都能看到约一立方毫米的细胞瘤(约106细胞)。穿透性可达到3-4CM。

 

Q:仪器灵敏度如何?

A:仪器对发光细胞检测的灵敏度与细胞发光的强度有关。在标记细胞活跃发光的情况下, 仪器可以检测到最少100个皮下接种的发光细胞。若细胞在体内位置深(如原位种植),比如内脏,最少能检测到的细胞数目需要多一些。一般每增加0.5cm可检测到的最少细胞数增加一个数量级。

具体评论见BLOOD 2003 年的一篇文章: “the sensitivity of cell detection in vivo is surprisingly high and exceeds even the sensitivity of detection by flow cytometry ex vivo. As few as 7x103 cells are detectable in the lungs early after injection, 2-2.5x104 cells within liver or spleen, and as few as 1x104 tumor cells within the BM of a femur give rise to a sufficient signal to be detected externally. In other experiments using cells with even higher luciferase expression, as few as 100 cells can be reliably detected in the peritoneal cavity of living animals. BLOOD, 2003, V.101, pp640-8

 

Q:能检测分散在各处的单个细胞吗?

A:可以检测到流体的细胞,只要细胞总数达到100以上。我们可以提供许多文章,其中用荧光素酶标记了T细胞, NK细胞, 造血干细胞和其他淋巴细胞。在这些标记的细胞总数达到一百以上时,我们的仪器可以观察到信号(见上篇关于T细胞的索引)。主要取决于细胞标记后的发光能力。

 

Q:IVIS技术如何定量分析?

A: IVIS技术采取绝对光子数的计算方法,记录单位时间内、单位面积、单位角度接受到的光子数。这样,不同时间、不同仪器的测量结果可以进行比较,具有绝对的定量意义。每一个新标记的细胞株都要进行全面的定量分析才能用于定量实验,其中包括在体外和体内固定位置细胞发光的标准曲线(见下例图)。精诺真提供的每一种荧光酶标记的细胞株都做过精确全面的分析。我们也为客户免费提供这些分析的方法。

 

Q:荧光素酶的发光强度是否同细胞的数量成正比?

A:是的,荧光素酶的发光强度同标记的靶点, 包括细胞、基因、细菌和病毒的数量成正比。密西根大学Brian Ross发表的一篇文章专门研究了这个问题。确定荧光素酶的发光强度与细胞数成正比关系,并且线性关系到0.9 以上。

 

Q:能定位在哪个脏器吗?凭什么?

A:当进行肿瘤转移研究的实验时,在观察期间,不杀死动物,如何判断某一部位发光是由于皮肤、皮下组织,肌肉,脏器还是骨骼的肿瘤转移造成的发光?特别是对于一些较小的脏器,如淋巴结转移。 此技术无法直接定位标记细胞和基因所在的组织和器官。但是实验人员凭经验,可以靠发光细胞在老鼠的身体位置推断标记细胞或基因所在的脏器。若需要证实, 还需要将老鼠解剖,进行体外检测。IVIS SPECTRUM系列及FMT实现了三维成像,当与MicroCT联用时,可以将发光定位在某一脏器。

 

Q:镜头那么低温度,动物不会冻死吗?

A:低温只是在CCD镜头的小环境内。其它范围内都是室温。放置动物的平台是可加热的,可以保持在37°C或任何温度。

 

Q:使用麻醉机相对于腹腔注射麻醉有什么优点?

A:麻醉系统可以对小鼠的麻醉情况包括时间,程度等有更精确的控制。使用起来也会更加方便。

 

Q:可以用荧光素酶基因标记干细胞吗?如何标记?

A:可以,标记干细胞有几种方法。一种是标记组成性表达的基因,做成转基因小鼠,小鼠体内的干细胞就被标记了,从此小鼠的骨髓取出造血干细胞,移植到另外一只小鼠的骨髓内,可以用该技术示踪造血干细胞在体内的增殖和分化及迁徙到全身的过程。另外一种方法是用慢病毒感染干细胞的方式将荧光素酶的基因插入干细胞的基因组中;第三种可以使用膜染料的方式标记干细胞的细胞膜,如DiR/DiD等都是常用的近红外膜染料。以上内容都有相关的文献报道。

 

Q:该技术在抗肿瘤新药研究方面的应用如何?    

A:在用该技术进行抗肿瘤新药的研究方面,主要是药效学评价。用活体成像的方法比传统技术有更高的灵敏度,当用传统的方法,还不能检测到瘤块时,用该技术已经可以检测到很强的信号。还有由于该技术只是检测活跃的细胞,那些已经凋亡的癌细胞是检测不到的,而用传统的方法,不能区别正常的癌细胞与凋亡的癌细胞,所以该技术可以比传统技术更早的发现药物的疗效,比传统方法更灵敏。目前已经应用该技术进行的抗肿瘤药效研究的有SU11248(乳腺癌新药),Topotecan(已经上市的抗肿瘤) 等。

 

Q:蛋白质与蛋白质的关系,如何研究?

A:PNAS(美国科学院院报)上发表的一篇文章介绍,可利用精诺真体内可见光成像技术研究活体动物体内蛋白与蛋白的相互作用。具体方法是:将分开时都不单独发光的荧光酶的C端和N端分别连接在两个不同的蛋白质上,若是这两个蛋白质之间有相互作用,,荧光酶的C端和N端就会被带到一起, 产生发光现象.。详细内容见文章。

 

Q:可以研究药物对蛋白质相互作用吗?

A:可以。在活体条件下应用该技术研究药物对蛋白质相互作用的影响。可以把在体外实验中无法模拟的活体环境对蛋白质相互作用的影响也计算在内(PNAS04)。

 

Q:可以研究蛋白质核运输吗?

A:可以。研究方法类似于研究蛋白质相互作用的方法。在荧光素酶基因的一端接要研究的蛋白质的基因,另一端接肯定在细胞核内表达的蛋白的基因,当核外的蛋白运输到核内时,就会导致荧光素酶N断、C端靠近,恢复发光。

 

Q:可以用该技术研究基因表达吗?

A:可以,研究基因表达可以从影响基因表达的各个不同的层面进行相关的研究,如利用融合蛋白(p27-luc融合蛋白研究其在Cdk细胞分裂周期的表达Nature Medicine 2004), 兴趣基因启动子控制的荧光素酶(Catenin在肿瘤转移的信号传导机制Nature 2005), iRNA方式(HCV-luc的iRNA抑制表达Nature 2002), 和转基因动物(NFkB在Hypoxia的表达JCI 2004)等方法。若有兴趣,可以与我们索取相关文章。

 

Q:细胞凋亡的研究

A:PNAS(美国科学院院报)上发表的一篇文章介绍,可利用精诺真体内可见光成像技术直接观察活体动物体内的细胞凋亡(附上细胞凋亡的文章)。具体方法是:用分子生物学方法在荧光酶的两端连接上抑制其发光的蛋白(如雌激素),但在其连接处加上CASPASE(细胞凋亡时特异表达的一种酶)的酶切点。细胞发生凋亡时,表达CASPASE,切开抑制荧光酶发光的蛋白,使荧光酶开始发光。详细内容见文章。

 

Q:该技术只是能示踪细胞的走向,而不能进行相关的机理研究?

A:不对。该技术最初的应用是在观察肿瘤细胞、病原微生物或干细胞的走向,分布等,但是目前随着该技术的普及,其应用已经扩展到很多方面,原来只能在分子水平上研究的内容,现在也可以在整体动物水平上进行更接近活体环境状态的研究,如蛋白质相互作用,细胞凋亡,基因表达等等。 基本上把分子生物学在体外的一些研究方法在体内进行实现。由于体内与体外的各种微环境上的差异,造成体外实验结果对活体生物机理研究的局限性,相信在整体水平的研究,必将有广阔的发展空间。

 

Q:在药物临床前研究中的应用如何?

A: 利用活体成像技术高灵敏度,观察方便的特点,在抗肿瘤药物临床前研究中,通过给予肿瘤接种的小鼠不同的剂量,并不同的给药时间、不同的给药途径,观察抗肿瘤药物的最佳给药途径、给药剂量并给药时间,从而制定合适的剂型与服药时间。我们搜集了许多药物研究方面的相关文献,请同我们联系, 希望与您共享。

 

Q:相对于传统技术,在肿瘤学研究中的优势在哪里?

A:有更高的灵敏度,可以定量研究,可以方便的观察肿瘤转移与复发的情况,可以避免由于宰杀老鼠而造成的组间差异,可以节省动物的成本。 并且应为这项技术的超灵敏性,微小的肿瘤转移灶(少到100多个细胞)就可以检测到。 比用传统方法可以检测到的灵敏度大大提高。也可应用转基因技术制作自发肿瘤模型从事相关的研究。

 

Q:如何利用该技术研究药物代谢?

A:标记与药物代谢有关的基因,比如CYP3A4等,研究不同的药物对该基因表达的影响,从而可以间接知道相关药物在体内代谢的情况。并且,小分子及多肽药物也可以利用荧光素。

 

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