产品介绍
小动物光声成像是一种在生物医学基础研究和疾病相关的应用研究中都具有广阔前景的新技术。以动物模型为对象的生物医学研究可以避免在人身上进行实验带来的风险,克服某些疾病潜伏期长、病程长的缺点,并且可以严格控制动物实验条件、减少个体差异的影响影像学的手段,是目前动物模型研究中不可或缺的工具之一。
光声成像是近年来发展起来的一种无损医学成像方法,它结合了纯光学成像的高对比度特性和纯超声成像的高穿透深度特性,可以提供高分辨率与高对比度的组织成像。该系统可针对小动物活体进行心血管疾病(血管生成、心肌炎、血栓、心梗等)、淋巴、肿瘤、皮肤病、炎症、生殖健康、神经系统、血液病、干细胞、DNA损伤、微生物、新型分子探针、转基因动物和功能影像等方面的前沿性研究。
部分应用领域
l 药物代谢研究:利用分子影像学技术,实时监测标记药物在动物体内的运动情况,从而判断该药物是否能够准确到达靶区和代谢途径,以及治疗效果评测。
l 疾病早期诊断:用分子影像学可对分子水平的病变进行检测,遭遇以病理改变为评判基础疾病诊断,实现疾病早期诊断。
l 肿瘤疗效的观察和研究:直接快速地测量和跟踪各种癌症模型中肿瘤的生长和转移,并可对癌症治疗中血红蛋白浓度和血氧饱和度的变化进行实时观测和评估。
l 基因表达:在活体动物体内观察和研究基因的表达, 细胞或组织特异性, 及其治疗反应。
l 干细胞及免疫研究:标记细胞,实时观测活体动物体内干细胞治疗效果,并用于抗肿瘤免疫治疗。
l 细菌与病毒研究:通过对细菌与病毒进行特异性荧光探针标记,研究侵染过程,抗生素研究等。
l 转基因动物模型:如大小鼠的疾病模型。
l 以及其它领域的应用:如分子光学、脑科学、核医学、骨研究等。
l 心血管研究:对小动物活体进行心血管疾病(血管生成/生长、心肌炎、血栓、心梗等)的深入研究,提供血红蛋白浓度和血氧饱和度的定量数据。
应用举例:
1.光学造影剂应用
我们人体内有许多的成分都是内源性造影剂,例如血红蛋白就是一个很好的内源性造影剂,而携带了氧的血红蛋白在另外的波长会有较大的吸收,所以根据这个原理光声就可以测量血红蛋白浓度和血氧饱和度。体内的软组织、肿瘤内的新生血管也是良好的造影剂,肿瘤的血管新生其原理也是基于血管活动十分活跃,因此含有的血红蛋白浓度高于肿瘤内部结构,基于血红蛋白检测的光声波长就可以实施肿瘤血管新生的分析。
外源性的造影剂,只要其吸收波长在680nm~950nm之间,都可以用光声成像系统来实施检测,例如常用的ICG、几乎所有的纳米材料等,都能在光声系统中产生很好的检测信号。
2. 纳米材料(新型造影剂)中的应用
纳米材料由于其均一的分散性和纳米级粒度而导致其在近红外有较好的光收,这也是光声成像的基础。Endra Nexus 128由于其激发波长是处于680-950纳米,因此所有纳米材料包括碳纳米管(carbon nanotubes)、金纳米棒(gold nanorods)、金纳米笼(gold nanocages)和金纳米球(gold nanospheres)都可以在这个波长内有相应的光吸收,这对于新型纳米探针研究十分有益。
由于Endra Nexus 128光声系统具有非侵入性探测的特点,同时也因为它是真正的3-D成像,因此非常适合于对实验动物的连续观察。在探针被注入实验动物体内后,可以间断性地来扫描实验动物,从而得到探针在体内被摄入、吸收、清除的动态信息。
3. 肿瘤学中应用
3.1肿瘤形态学
光声由于其具有的高分辨率,因此可以在肿瘤形态学研究中发挥自己独特的优势。同时又由于光声检测是一种非侵入性、无损的检测方式,因此对于实验材料来讲是没有任何危害的,因此对于研究结果的解释更加科学合理。
3.2 肿瘤灌注
由于肿瘤外周和内部结构不同,因此会造成这两个不同区域对于造影剂的吸收产生不同的行为。肿瘤外周灌注通常是吸收较快,因为那里有较多的血管新生,代谢旺盛,因而清除速度也快,曲线呈现快升快降模式;相反,肿瘤内部由于代谢较慢,灌注呈现慢升慢降模式,且总体信号峰值大大低于肿瘤外周信号。这可以用于肿瘤状态测定,如果这两个峰值在时间上逐渐靠近,说明肿瘤得到了抑制,向预后良好方向发展,反之表明肿瘤恶化。
3.3 探针吸收-动态扫描
本文4.2已经介绍了纳米探针的吸收分析,对于任何商业化可用的探针和造影剂来讲,Nexus 128都能进行相应的动态扫描。然后在附带的专业软件中进行摄取、吸收、清除过程的分析。下图是以人用ICG为例,在小鼠的肿瘤模型中的吸收和清除动态过程。
3.4肿瘤治疗
既然Nexus 128可观察肿瘤形态学,也可以检测肿瘤灌注和动态扫描,那么它就可以应用于肿瘤治疗的评估。既可以从肿瘤大小上直接半定量判断肿瘤是否被抑制,也可以通过肿瘤内外部结构的变化来评估抗肿瘤药物的药效。
Nexus 128还可在其他研究领域,如心血管、药物代谢、疾病早期诊断、基因表达研究、干细胞及免疫研究等领域有广泛的应用,在此不一一赘述。
4.解剖学应用 由于生物机体的肌肉、骨骼、蛋白质等在近红外区域都有一定程度的吸收,作为内源性造影剂,在光声扫描下可以呈现不同的光声信号,因而可以作为解剖学成像的一个手段。在下图的光声成像中,我们可以清楚看到鼠的各个解剖学结构。

Endra Nexus 128与同类产品相比具有以下优势:
--真正的全角度3D成像,提供精确定位,可提供较高的图片对比度和分辨率。
--可以连接气体麻醉,动物准备时间短(1分钟左右),节省时间,提高使用率,每小时可完成20只小鼠,同时成像后动物可以马上恢复。实验动物放在专门的托盘上面,不必浸在特殊的液体里。所以可以对任何部分(如脑部)做活体成像。
--已经成功应用于检测血红蛋白,氧合血红蛋白,ICG,IR800,量子点,纳米金等多种荧光染料和光声造影剂。
--全球唯一一款可将光学图像、光声图像及超声图像进行融合。
--全球用户最多,已被欧美日韩等多个著名科研单位选用,性能得到了充分认可。
--全球光声领域最权威的科学家RobertKruger、汪立宏及Sam Gambhir参与开发研究,并为Endra Nexus 128的科学顾问团队。
总之,Endra小动物光声成像系统是一种新型的无损伤活体成像模式,它同时具备光学成像的高对比度特性和超声成像的高穿透深度特性,可以提供高分辨率和高对比度的组织成像。Endra成像系统既可以实现内源性结构成像,也可以在对比增强剂辅助下得到对比度更高的图像。它可以应用于肿瘤生物学,脑神经生物学等各研究领域,为您的研究提供更可靠更全面的实验数据。