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活體生物發光成像技術的*新進展(二）
日期：2026-04-12 15:47
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摘要：
有幾種常用的熒光素酶？特性如何？
有兩種常用的熒光素酶，luciferase 和renilla的熒光素酶，二者的底物不一樣，前者的底物是luciferin，后者的底物是coelentarizine。二者的發光顏色不一樣，前者所發的光波長在540-600nm，后者所發的光波長在460-540nm左右。前者所發的光更容易透過組織。后者在體內的代謝比前者快，但由于coelentarizine的原因，會有一些非特異性發光。所以，通常使用前者用作報告基因。
熒光素酶的發光特性如何？
熒光素腹腔注射老鼠后約一分鐘后表達熒光素酶的細胞開始發光，十分鐘后強度達到*高。在*高點持續約法20-30分鐘后開始衰落，約三小時后熒光素排除，發光全部消失。所以，*好的檢測時間是在注射后15到25分鐘之間。
熒光素酶的發光是否需要激發光？
熒光素酶的發光是生物發光，不需要激發光，但需要底物熒光素(LUCIFERIN)。熒光素是一種水溶性和脂溶性都非常好的小分子，很容易穿透細胞膜和血腦屏障。
如何保證熒光素酶(Luciferase)的穩定性？
熒光素酶基因是插到細胞染色體內的，當細胞分裂、轉移、分化時,熒光酶也會得到持續穩定的表達。熒光素酶的半衰期約三個小時, 所以只有活細胞才能夠持續表達熒光素酶。
標記的腫瘤接種以后，會發生luciferase的丟失嗎？
從理論上會，但是還沒有正式的報道。丟失的量，非常小，可以忽略不記，不會影響實驗結果。當腫瘤傳很多代長很大時，已經有很多細胞死亡，不具有觀察的意義。
如何定量分析？
采取**光子數的計算方法，記錄單位時間內、單位面積、單位角度接受到的光子數。這樣，不同時間、不同儀器的測量結果可以進行比較，具有**的定量意義。每一個新標記的細胞株都要進行**的定量分析才能用于定量實驗，其中包括在體外和體內固定位置細胞發光的標準曲線。提供的每一種熒光酶標記的細胞株都做過****的分析。我們也為客戶免費提供這些分析的方法。
儀器的解析度如何？分辨率如何？
儀器的*高解析度在0.1毫米左右。*新的儀器IVIS 200的*高解析度可達到60um,在體外可觀察到單個發光細胞。由于可見光是漫射光，在體內走的路線不是直線，所以該儀器的體內光源的分辨率不是很好，通過該儀器觀察的發光圖片不能代表發光物質的結構信息，在動物體表所捕捉的發光信號只能代表發光的強度和大概的位置。小動物CT和MRI，在這方面具有優勢，因為放射線走的路線很直。
發光的波長與體內的穿透性如何關系？
熒光素酶發出的光主要是偏紅光，與綠色熒光蛋白(GFP)的綠色熒光不同。熒光素酶的偏紅光比綠色熒光蛋白的綠光在體內的穿透性要強近一百倍。因為光在哺乳動物組織內傳播時會被散射和吸收，不同類型的細胞和組織吸收光子的特性并不一樣。血紅蛋白（hemoglobin）是造成體內可見光被吸收的主要因素，其吸收可見光中藍綠光波段的大部分。但是在可見光大于600納米的紅光波段，血紅蛋白的吸收作用卻很小。因此，在偏紅光區域,大量的光可以穿過組織和皮膚而被檢測到。
可以用熒光素酶基因標記干細胞嗎？如何標記？
可以，標記干細胞有兩種方法。一種是標記組成性表達的基因，做成轉基因小鼠，干細胞就被標記了，從此小鼠的骨髓取出造血干細胞，移植到另外一只小鼠的骨髓內，可以用該技術示蹤造血干細胞在體內的增殖和分化及遷徙到全身的過程。另外一種方法是用慢病毒標記干細胞。以上內容都有相關的文獻報道。
該技術在抗腫瘤新藥研究方面的應用如何？
在用該技術進行抗腫瘤新藥的研究方面，主要是藥效學評價。用活體成像的方法比傳統技術有更高的靈敏度，當用傳統的方法，還不能檢測到瘤塊時，用該技術已經可以檢測到很強的信號。還有由于該技術只是檢測活躍的細胞，那些已經凋亡的癌細胞是檢測不到的，而用傳統的方法，不能區別正常的癌細胞與凋亡的癌細胞，所以該技術可以比傳統技術更早的發現**的療效，比傳統方法更靈敏。目前已經應用該技術進行的抗腫瘤藥效研究的有SU11248（很可能上市的乳腺癌新藥），Topotecan（已經上市的抗腫瘤新藥）等。
