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案例研究  /  UVP
UVP

案例研究3:
使用荧光显微镜进行无创在体成像

UVP提供的在体荧光成像对于癌症研究、心脏病和基因治疗都具有重要意义

UVP

UVP是基于荧光和冷光的生物成像系统(适用于临床前市场的基因组、蛋白质组和在体应用)的顶尖制造商和开发商。UVP的iBox系列在体小型动物成像系统推出最新成员iBox® Explorer™成像显微镜,它兼具AntiCancer的基于荧光蛋白的专属小型动物成像技术,以及UVP的创新型世界级成像系统。UVP与爱特蒙特光学在制定系统级规格以满足所需系统改进方面携手合作,研究者由此可以看到并拍摄以多光谱荧光形式标示的细胞。所需的特定光学组件由爱特蒙特光学提供。

小型动物的在体荧光成像在药物开发、验证药物靶标的发展、研究生物分布、靶标绑定、临床效果以及候选药物毒性方面具有重要意义。在体研究包括癌症研究、心脏病、基因疗法和使用荧光标记细胞进行肿瘤检测。对于肿瘤、心血管和新陈代谢疾病,实时的无创成像功能可加快基本研究和临床前研究的速度。主要客户包括临床前生物医学研究分子诊断成像实验室、癌症研究中心、诊断病理学实验室,以及肿瘤药物开发研究中心。

通过在体成像,研究者可以查看分子层级的生物进程。UVP用于在体分析的新iBox® Explorer™荧光成像显微镜可以呈现整个器官以及单一细胞,因此非常适用于转移癌的研究,凭借其很高的分辨率和很低的光敏性,可以检测深入动物体内的荧光标记。它使用强大的光源(UV到NIR)和高敏感度的CCD照相机(具有很快的曝光速度和经过优化的滤光镜套件)实现明亮的宽带照明,从而满足严格的应用性能要求。使用具有大光圈的大直径光学元件获得最佳的聚光能力,由此确保基于动物全身到细胞的整个分辨率具有足够长的工作距离和宽广的视野。  

Achromatic lenses from EO were used to correct for chromatic aberration, improving system resolution
图1: 爱特蒙特光学的消色差透镜用于校正色像差,以提升系统分辨率

产品开发难题

  • UVP产品开发团队的目的是改善iBOX®显微镜的性能,同时保持低成本,并选择使用标准目录光学元件。
  • 爱特蒙特光学的工程人员建立并调整了多种原型,他们使用各种消色差透镜和单片透镜构成多元件物镜和管透镜,可以混合搭配以提供7种不同的放大倍率,并为UVP提供性能测试影像。已执行重新设计和测试,以进一步提高分辨率、获得更好的对比度、拓宽视野并提高放大倍率的范围。
  • 爱特蒙特光学向UVP发送了工作原型,并就如何计算主要放大倍率和系统放大倍率提供了跟进支持和指导。
Cellular trafficking of cancer cells within the vasculature of a mouse, which was imaged using UVP’s iBox<sup>®</sup> Explorer™ In Vivo imager. The imager uses off-the- shelf achromatic lenses and other single lenses and filters to form multi-element objectives and tube lenses that can be mixed and matched to provide seven different magnifications. Filter combinations were optimized to ensure good signal-to-noise ratio for each color channel. GFP tagged nucleus of the Human HT-1080 fibrosarcoma cell can be seen migrating downstream from the injection site, passing the bifurcation of a distal vein (down and to the right of center).
图2: 鼠脉管系统内癌细胞的细胞迁移,使用UVP的iBox® Explorer™在体成像仪拍摄。该成像仪使用现成的消色差透镜和其他单片透镜及滤光片构成多元件物镜和管透镜,可以混合搭配以提供七种不同的放大倍率。滤光片组合经过优化,以确保每个色彩通道都具有良好的信噪比。可以看到,GFP标记的人类HT-1080纤维肉瘤细胞的细胞核正从注入点向下游迁移,通过远端静脉的分支(向下,在中心的右侧)。
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