一、生物發(fā)光與熒光成像技術(shù)的比較
熒光:光致發(fā)光反應(yīng)。熒光染料、探針、蛋白受一定波長的光激發(fā)后,在極短時(shí)間內(nèi)會發(fā)射出波長大于激發(fā)波長的光,這種光稱為熒光。
生物發(fā)光:不同于熒光,依靠酶促反應(yīng)產(chǎn)生自發(fā)光信號,是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能,無需激發(fā)光,背景更低,靈敏度更高沒有背景光源干擾。更加適合作為細(xì)胞學(xué)分析手段。
二,生物發(fā)光成像與熒光成像技術(shù)實(shí)例分析
文獻(xiàn)來源T.L. Troy, et al. (2004). Molecular Imaging 3:9-23
如圖所示,通過前期構(gòu)建PC-3M-luc熒光素酶和DsRed紅色熒光蛋白雙標(biāo)的細(xì)胞系,,我們建立了一個動物的皮下瘤模型,使得生物發(fā)光和熒光成像都能夠觀測到腫瘤的信號。我們來看一看它有什么區(qū)別?左邊是生物發(fā)光的圖像,從這個圖像大家可以看出腫瘤的信號值可以達(dá)到7.1*107p/s。通過熒光成像,這個腫瘤信號值可以達(dá)到7.8*109p/s。那大家可能會說,就是熒光信號要比生物發(fā)光要強(qiáng)很多,但是在活體成像的時(shí)候,一定要注意背景噪音的干擾。生物發(fā)光它本身是一個自發(fā)光,所以它的背景只有9.5*103,而熒光成像,當(dāng)激發(fā)光在照射的時(shí)候,動物的皮膚、毛發(fā)都會產(chǎn)生很多信號,這種信號我們稱之為背景噪音,這個信號值在這個實(shí)驗(yàn)里面可以達(dá)到1.0*109,也就是說它跟你的信號值是一個數(shù)量級的,一旦你的信號弱一點(diǎn),它就會淹沒在背景噪音里面拍不出來,這個就是告訴大家,如果以后做的是一些比較微弱的,或者是比較深層的信號,像一些腫瘤轉(zhuǎn)移的信號,或者說是一些干細(xì)胞的信號,這個時(shí)候還是建議大家用生物發(fā)光的方式來進(jìn)行標(biāo)記。
結(jié)論:生物發(fā)光法更靈敏,背景更低,信噪比更高! 生物發(fā)光靈敏度通常比熒光成像高1000倍。但是熒光法就一無是處了嗎,當(dāng)然不是。盡管有組織自身熒光存在的干擾,熒光成像具有更廣泛的報(bào)告因子選擇,包括熒光蛋白,染料,微球,以及最近開發(fā)的納米粒子,如量子點(diǎn)。熒光探針也可具有更廣泛的發(fā)射波長。所以動物活體成像究竟是選擇化學(xué)發(fā)光法還是熒光法,需要考量多個方面,如生物學(xué)適用性、檢測靈敏度和組織光學(xué)方面的考慮(如報(bào)告深度和存在于血管中的血紅蛋白吸收干擾)