小动物活体光学成像系统是一种前沿性的临床前分子影像技术平台，它采用生物发光与荧光探针标记研究对象，借助灵敏的光学检测仪器，直接在活体动物水平监测疾病的发展变化并开展相关药物的临床前研发。以下是对小动物活体光学成像系统的详细介绍：

一、系统概述

小动物活体光学成像系统结合了分子及细胞生物学技术，将研究从体外水平发展到活体动物水平。该系统具备活体动物体内生物发光和荧光二维成像及三维成像功能，可直接给出体内信号的深度、亮度和体积信息。同时，它采用背照射、背部薄化科学一级CCD，具备荧光分子断层成像技术，能够实现真实三维断层扫描，获取真实三维信息。

二、技术原理

生物发光技术：利用荧光素酶（Luciferase）基因标记细胞或DNA，使标记对象在活体状态下发出生物光。

荧光技术：采用荧光报告基团（如GFP、RFP、Cyt及dyes等）进行标记，通过外部光源激发荧光物质发出荧光。

三、系统特点

功能全面：系统具备生物发光和荧光两种成像模式，能够满足不同研究需求。

灵敏度高：采用高灵敏度的光学检测仪器，能够捕捉到微弱的生物发光和荧光信号。

成像效果清晰：系统具备高分辨率的成像能力，能够清晰展示活体动物体内的细胞活动和基因行为。

定量准确：通过采集生物自发光或荧光标记信号，可以准确测量生物体内荧光量的变化和迁移情况。

四、应用领域

小动物活体光学成像系统已被广泛应用于临床前疾病研究的各个领域，包括：

癌症研究：用于监测肿瘤的生长、转移及治疗效果评估。

心血管疾病研究：用于观察血管结构、功能及病变过程。

神经疾病研究：用于研究神经元的活性、连接及病变机制。

炎症疾病研究：用于监测炎症过程及评估抗炎药物效果。

免疫学及干细胞研究：用于研究免疫细胞的迁移、分化及干细胞的功能和分化潜力。

五、操作流程

标记对象：根据研究需求选择合适的标记方法（生物发光或荧光）对研究对象进行标记。

准备动物：选择适当的小动物模型，并进行必要的预处理和麻醉。

成像设置：根据标记方法和研究对象的特点设置成像参数，如曝光时间、波长等。

数据采集：将小动物置于成像系统中，进行数据采集和成像。

数据分析：对采集到的数据进行处理和分析，提取有用信息用于后续研究。

六、注意事项

无菌操作：在整个操作过程中需要保持无菌环境，以避免污染和感染。

动物福利：在进行动物实验时需要遵循动物福利原则，确保动物的舒适和安全。

成像参数优化：需要根据研究对象的特点和成像需求不断优化成像参数，以获得最佳的成像效果。

数据解读：在解读成像数据时需要注意区分生物发光和荧光信号的不同来源和性质，避免误读和误导。

总结

小动物活体光学成像系统是一种功能全面、灵敏度高、成像效果清晰且定量准确的医学科研仪器。它在临床前疾病研究领域具有广泛的应用前景和重要的研究价值。