3. 關于CCD的“背部薄化、背照射”與“冷”的確切含義是什么?
之所以叫冷CCD,是由于CCD的芯片溫度下降到零下70℃或110℃,可以降低噪音,提高檢測的靈敏度。Cryogenic
的制冷技術可以使CCD的溫度達到-70℃到
-110℃,那樣的溫度可以使背照射冷CCD的暗電流減少到可忽略不計的水平。該CCD的2erms的電子噪音代表了最小的噪音底線,信號強度肯定會大于那樣的噪音水平,使該CCD具有很高的信噪比,檢測的特異性很強。
關于CCD的前照射與背照射的問題。前照射CCD,在光信號到達CCD芯片之間的光路上有多硅層和二氧化硅層,那將減少CCD的量子效率,造成光信號的衰減,降低靈敏度。背照射、背部薄化CCD則是在光信號到達CCD芯片之間的光路上去掉了多硅層和二氧化硅層,那大大提高了檢測的效率,但是同時極大的增加了生產的成本。所以活體光學成像系統才有那令人費解的高昂的價格。但對于較強的熒光信號來說,不需要很靈敏的CCD就可以檢測到,多硅層和二氧化硅層還可以起到保護芯片的作用。所以一般單純檢測熒光,一般用前照射的CCD,檢測生物發光和熒光,則建議用背照射的CCD。在體外實驗中,一般都是用前照射的CCD,可以說在生物學的大部分實驗中所使用的都是前照射的CCD,背照射的CCD,只有在檢測非常微弱的生發光信號時才有用武之地。下圖是前照射CCD與背照射的CCD原理結構圖。
4. 如何判斷活體光學成像儀器的性能優劣?
活體生物發光成像技術最初是由美國斯坦福大學的科學家采用了最新研發的背部薄化、背照射冷CCD,配合密閉性非常好的暗箱,使得直接監控活體生物體內的細胞活動和基因行為成為現實。之所以要求冷CCD,是因為降低溫度可以降低暗電流和電子噪音,使背景噪音可以達到幾乎忽略不計的水平;之所以要求背部薄化,是為了減少光源與CCD感光芯片之間的光路介質,提高量子效率,最大限度的捕捉光信號。活體生物發光成像系統的核心參數是CCD的溫度、量子效率,其他的參數都是圍繞這些參數而衍生出來的。所有的參數的優化都是為了實現一個目的:提高靈敏度,提高信噪比。CCD溫度越低,暗電流和電子噪音越低,導致噪音越低,從而能夠檢測的最低信號越低。量子效率代表檢測光子的效率,一般檢測生物發光的CCD量子效率要求至少在檢測波段是85%以上。以背部薄化、背照射冷CCD為核心組成的系統是唯一適合進行活體生物發光檢測的儀器。
5. 關于細胞標記等生物學服務的問題
通過兩年多不懈的努力和大家的支持,活體動物光學成像技術終于獲得了廣泛的認同。為促進該技術更接近大家的科研實踐,為中國的生物醫學研究貢獻一份力量,我們構建了進行活體成像實驗的服務模式,方便已經購買相關儀器的和沒有相關儀器的科研人員都能夠進行相關的實驗。服務包括用熒光素酶標記腫瘤細胞、病毒和動物;熒光標記小分子藥物;優惠的底物熒光素;相關的實驗方法、實驗設計和實驗操作指導;并可應用相關儀器進行有償檢測。關于細胞標記,有pGL3
、慢病毒、逆轉錄載體三種標記細胞的方法。具體細節請與我們聯系。
6. 哪些熒光素酶基因標記的細胞可以購買?
我們已經標記了“A-549(肺癌細胞),Lncap(前列腺癌細胞)”等細胞,可以對外銷售,而且價格比進口的優惠,并且供貨方便。我們正在擴大我們的標記細胞的數量,歡迎與我們聯系,具體磋商。另外,我們也有β-actin啟動子驅動GFP的轉基因小鼠提供。
7. 該技術適合進行小分子藥物活體示蹤嗎?
不適合。由于熒光標記檢測的靈敏度,以及熒光檢測的深度等限制,活體光學成像不是很適合進行小分析藥物活體示蹤的實驗。核素標記的PET和SPECT技術由于檢測的深度、靈敏度以及標記的原因是適合進行小分析藥物活體示蹤實驗的技術,該領域是一個正在蓬勃發展的領域,但是由于GE、西門子等公司的相關產品價格昂貴,很難滿足大多數科研工作者的需要,所以一時間該技術沒有得到普及和應用。但是國外有一些公司正在開發價格適中的產品,不久就會進入中國市場,將使中國的科研工作者應用該技術進行小分子藥物的吸收、分布、代謝、分泌等研究變的方便起來。該技術可以實現三維成像,詳細了解標記物的位置。應用該技術進行骨骼代謝的例子見右圖: