Kc专家解答体内荧光成像技术难点-生物通.PDF

Kc 专家解答体内荧光成像技术难点 生物通报道：体外荧光显微技术一直以来都是现代生命科学研究的基础之一：给荧光基团配上一 个合适的配体，比如抗体或者量子点，然后将其与组织样品或者细胞培养物一起温育，最后加上光照， 这样标记的分子就能通过显微镜显示出来。但是体外方法有一个“致命伤”——不能在天然环境下描绘生 物过程，因此研究人员逐渐从体外观测转向对体内生物体过程的研究。 体内荧光成像主要由灵敏的CCD 及其分析软 问题及解决方法也许也适用于您。 件和作为报告子的荧光素酶（luciferase ）以及荧 1.如何解决组织吸收问题 光素（luciferin）组成，可以直接对活体生物体内 的细胞活动和基因行为进行监控，适合于观测活体 来自斯坦福大学放射学系助理教授 动物体内肿瘤的生长及转移、感染性疾病发展过 Jianghong Rao 领导的研究小组在进行 程、特定基因的表达等生物学过程。这种方法可以 “Examining protease involvement in tumor 对同一组实验对象在不同时间点进行记录，跟踪同 metastasis and cell migration” （肿瘤转移与细胞 一观察目标（标记细胞及基因）的移动及变化，因 迁移过程中涉及的蛋白酶）这一项研究中遇到了一 此比较于传统的动物实验方法，所得的数据更加真 个难题：利用标准的荧光分子标记观测深部组织， 实可信。 激发荧光的光源必须能穿透具有强吸收力和光散 射的组织，并且当标记分子发出光时，也要能通过 然而，尽管这种技术具有操作简单，结果直观， 同样的组织块，从而被检测到。 灵敏度高等优点，但是仍然也存在许多问题，任何 荧光成像的实验手册也都有一些troubleshooting ， 为了解决这个难题，研究人员采用了一种称为 比如荧光基团不稳定啊，交联配体的结合特异性差 生物发光共振能量转移（Bioluminescence 啊，或者信号水平不高等等。这也难怪，因为对于 Resonance Energy Transfer，BRET）的方法进行 体内成像技术而言，光需要绕很多道“弯”才能到达 组织成像。不同于利用生物体外激发光源的能量转 组织，获得图像，而且由于组织会吸收和散射一些 移方法，BRET 主要依赖于生物发光的荧光素酶来 光，因此实验手册都需要确保激发的光源能到达荧 提供荧光标记需要的能量转移。一般而言，进行 光标记物，并且这些荧光也要能从生物体外观测 BRET 实验的研究人员是将与荧光素酶与荧光蛋 到。更加复杂的是，许多组织本身就是荧光的，所 白相交联，后者会吸收生物荧光，并重新发出光， 以无论采用的是哪种方法，都需要“对付”这种自发 但是由于这些 BRET 交联物的光仍然有大部分会 荧光（autofluorescence ）的现象。 被吸收和散射掉，因此剩下的信号依然很弱。 不过利用一些方法和手段能避免以上的这些 Rao 改进了这一方法，他将荧光素酶交联在 问题，这里提及了一些著名实验室采用的方法，以 quantum dots (QDs)，而不是荧光蛋白上，这就将 及一些技术上创新的市场产品，如果您在体内荧光 发出的光线变成了依然是长波长，但吸收和散射不 成像方面遇到了一些问题，不妨往下看看，他们的 强的光。为了能对深部组织进行成像，Rao 等人又 第 1 页，共 21 页 下一页 返回 将luciferase-QD 这个结构连