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技术干货 | 荧光成像与生物发光成像技术对比
发布:深圳市瑞沃德生命科技股份有限公司浏览次数:155生物发光和荧光成像哪个好?什么情况下选择生物发光,什么情况下选择荧光成像?今天为大家解答关键问题:荧光成像和生物发光成像的优缺点是什么?
一、荧光成像技术优点
数据来源:使用FOBI整体荧光成像系统对荧光染料Cy5标记的药物进行观察
相比生物发光成像,荧光成像技术的优势主要表现在:
1 荧光蛋白及荧光染料标记能力更强
荧光标记分子种类繁多,包括荧光蛋白、荧光染料、量子点标记等,可以对基因、蛋白、抗体、化合药物等进行标记。应用范围极广,可以对样本进行多色标记,一个样本同时获得多种细胞或药物的分布。
2 信号强度高
荧光成像的光子强度较生物发光更强,持续时间长,对CCD的灵敏度要求相对较低,无需必配低温冷CCD,即可获得清晰成像结果。
3 实验成本低,成像过程简单
相比生物发光成像,成像前无需注射荧光素酶底物。有合适的激发光源照射,就可发出特定波长的发射光。只要荧光基团稳定,就可实现随时激发、发光、检测。
4 从活体到离体均可成像
相比生物发光只能在活细胞内才会发光。荧光蛋白或荧光染料只需保持荧光基团稳定即可稳定发光,并可在活体或离体组织器官进行观察。在实验前期荧光材料制备阶段,可以直接在EP管中进行成像观察。
二、生物发光技术优点
数据来源:Yichi Su. et al. Nature Methods volume 17, 852–860 (2020)
相比荧光成像,生物发光成像的主要优势表现在:
1 特异性强,无自发荧光
以荧光素酶作为体内报告源的生物发光方法,特异性极强。由于动物本身没有任何自发光,生物发光具有极低的背景和极高的信噪比。
2 高灵敏度
生物体内很多物质在激发光的照射下,也会发出荧光,这些非特异性荧光背景会影响检测灵敏度。荧光成像的灵敏度zui高可在动物体内检测到约104细胞,而生物发光具有在动物体内监测102数量级细胞的灵敏度。
3 检测深度更高
对于需要在深部组织进行的研究(检测深度在3~4cm),应用生物发光是zui佳选择。
4 精确定量
由于荧光素酶基因是插入细胞染色体中稳定表达的,单位细胞的发光数量、发光条件相对稳定。即使标记细胞在动物体内有复杂的定位,亦可从动物体表的信号水平测量出发光细胞的相对数量。
总结
荧光成像和生物发光技术,互为补充,分别满足不同的研究领域。对于不同的研究,可根据两者的特性及实验要求选择。例如在肿瘤生长与转移、药物的分布与代谢、纳米颗粒的靶向性与代谢、植物基因的表达、生物相容性材料开发、新型标记技术的开发等多个研究中均可用到荧光成像技术
下期预告
无论大家是选择生物发光或者荧光成像技术,苦恼总是有,例如:生物素在体内可以维持多长时间?荧光蛋白和染料种类繁多,该怎样选择?下期继续为大家介绍关于活体成像技术应用与选择的问题与难点。欢迎对活体成像技术感兴趣的老师和同学们,扫码加入瑞沃德活体光学成像讨论群,共同学习探讨。
参考文献
1.Su, Y., Walker, J.R., Park, Y. et al. Novel NanoLuc substrates enable bright two-population bioluminescence imaging in animals. Nat Methods 17, 852–860 (2020).
2.M.KeyaertsV.CaveliersT.Lahoutte Comprehensive Biomedical Physics Volume 4, 2014, Pages 245-256.
2020-09-08 -
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