生命科學儀器盤點之小動物活體成像儀

　　1999年，美國哈佛大學Weissleder等人提出了分子影像學(molecular imaging)的概念——應用影像學方法，對活體狀態下的生物過程進行細胞和分子水平的定性和定量研究 ，為疾病生物學、疾病早期檢測、定性、評估和治療帶來了重大的影響。以此為基礎發展起來的小動物活體成像技術，可廣泛應用於癌症與抗癌藥物研究、免疫學與幹細胞研究、細胞凋零、病理機制及病毒研究、基因表達和蛋白質之間相互作用、轉基因動物模型構建、藥效評估、藥物甄選與預臨床檢驗、藥物配方與劑量管理、腫瘤學應用、生物光子學檢測、食品監督與環境監督等諸多方面。

　　生命科學研究領域常用的小動物成像設備如：核磁共振成像MRI、計算機斷層成像CT、計算機X線成像PET、單光子發射斷層掃描SPET和光學成像儀器設備等，為該領域研究提供了各種成像方式。儀器信息網編輯盤點了市面上主流廠商的小動物活體成像儀，供廣大生命科學領域用戶參考。（排名不分先後）

　　1、布魯克BioSpec 3T MRI/MRS 小動物活體成像儀

　　專為大小鼠研究設計的BioSpec 3T採用了布魯克最新MRI技術和軟體應用包,可以提供多模態成像選項。場強為3特斯拉,拓展了多功能臨床前MRI 和 MRS(局部頻譜學) 系統的應用範圍。值得一提的是，該儀器採用無製冷劑的設計，擺脫了對液氦或液氮的需要，在斷電時擁有長達四小時的磁體保持時間。與此同時，緊湊、易於安裝的BioSpec 3T填補了偏重於解剖結構成像的1特斯拉磁體和適用於尖端科研的高場MRI之間的空白。BioSpec 3T與PET等其他成像技術完全兼容, 利於實驗室擴展使用更廣泛的成像研究方案。

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　　2.珀金埃爾默 IVIS Spectrum CT 小動物活體三維多模式成像系統

　　珀金埃爾默IVIS Spectrum CT集光學和microCT成像於一體,同時具備螢光和生物發光3D斷層成像功能， 其特有的動物體表掃描技術能夠獲取真實的動物體表拓撲結構。此外，直觀的軟體操作界面和成像設置嚮導使操作流程變得十分簡便。該儀器可實現生物發光成像、多光譜螢光和光譜分離成像、基於Cerenkov輻射原理的放射性核素成像、快速低輻射microCT成像和DyCE™ 動態對比度增強成像等。

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　　3.德國耶拿UVP iBox® Scientia™ 小動物活體成像儀

　　德國耶拿在11月慕尼黑生化展上發布的UVP iBox® Scientia™ 小動物活體成像儀，具有如下特點：非侵入性的快速觀察活體螢光信號和生物發光信號;包括GFP/RFP在內的21種濾光片可供選擇，更換方便，保證在全光譜範圍內(可見光，近紅外)都能準確成像;超冷CCD和大光圈定焦鏡頭，即使在目標信號較弱時也能拍出清晰的畫面;配備的溫控板可以讓小鼠保持正常生理體溫，確保小鼠成像時結果的準確性;軟體使用方便，對於需要多次成像的試驗，可通過預設模板的方法進行一鍵成像;在線麻醉系統可以實現在線麻醉，防止體外麻醉對小鼠帶來損傷;一次可同時進行多達5隻小鼠的成像。該產品可廣泛應用於癌症與抗癌藥物研究等方面。

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　　4. 紐邁科技Macro MR12大口徑核磁共振分析與成像系統

　　Macro MR12是紐邁公司推出的大口徑核磁分析與成像系統，集分析和成像於一體，整體具備C型大空腔磁體與推拉式進樣設計，方便小動物的實驗操作,能滿足不同尺寸樣品的測試需求。同時該產品採用了稀土釹鐵硼材料永磁體，配套最新一代全數位化譜儀，在提高樣品圖像的解析度的同時，保證其穩定性。MacroMR12可用於多組造影劑成像及弛豫率的分析，也可用於生命科學領域的活體動物臨床前研究(如大鼠、小兔子、小狗和小貓等)。

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　　5. 寰彤1.5T小動物核磁共振成像儀

　　寰彤小動物核磁共振成像儀在核磁共振影像實驗中可實現四維(分子影像)核磁共振譜成像，三維空間成像，也可實現對小鼠，小動植物體等樣品的三維、二維核磁共振成像實驗。特點是在實驗樣品弛豫時間測量的同時，對實驗樣品圖像可進行多角度觀察、任意角度保存。產品具有三維成像數據採集和圖像反演三維立體重建(偽彩色圖像重建)的功能，廣泛應用於生命科學、醫學影像、生物醫藥和醫藥臨床前預實驗等科研工作。

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　　6.Thmorgan小動物活體成像系統 SPECT/PET/CT

　　Thmorgan小動物活體成像系統融合了PET、SPECT、CT成像技術。三種成像模式的結合使其具備低劑量、超高解析度的CT成像功能和SPECT、PET同時高解析度成像功能，此外該儀器能實現高能量同位素亞毫米成像能力(如：<0.5 mm 131I，<0.6 mm 67Ga，<0.7 mm213Bi)。其掃描速度較以往產品有明顯提升，其SPECT/PET器官掃描小於1s，全身掃描小於8s而CT全身掃描小於5s。Thmorgan小動物活體成像系統SPECT/PET/CT主要應用範圍有：小動物活體成像及精確定量研究、藥學研究(藥代動力學、藥效學、藥物的吸收分布代謝及排洩等)、蛋白質及基因表達研究、腫瘤學研究、新型材料和示蹤劑的靶向性研究等。

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　　7.美谷分子MIIS 小動物活體成像系統

　　美谷分子MIIS小動物活體成像系統可幫助用戶完成那些需要從小動物或植物中檢測微弱螢光和發光信號的研究應用。該儀器配備圖像獲取和分析軟體MetaMorph-MIIS，其特殊之處在於可控制 Z 軸定位，濾光片轉輪和光源，並且還能獲取時間序列和進行高速成像。深度製冷 CCD 和高性能 sCMOS 照相機作為檢測器，輔以高亮度 LED 來檢測螢光信號，不僅具有高靈敏度，避免紫外波段常見的光毒性，也提供了極高的穩定性。此外，該儀器具備高度擴展性，可以在暗箱內安裝多種可選模塊如小動物應用中的熱板、電動載物臺來支持多種視野成像和聚焦功能, 以及對應小動物麻醉氣模塊。這一系列的特點均為獲取高質量活體成像圖片提供了保障。

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8. MOLECUBES小動物PET/SPECT/CT成像系統

MOLECUBES小動物PET/SPECT/CT成像系統可應用於生物醫藥學實驗室的腫瘤顯像、受體顯像、代謝顯像、基因表達顯像和藥物研究等。MOLECUBES臺式儀器的所有軟、硬部件均為自主研發，其設計緊湊、操作方便，在高通量下依然能夠保證運行正常，最高通量可滿足4隻小鼠或1隻大鼠的高解析度全身成像效果。該系列產品可通過組合實現單模式成像（PET/CT/SPECT）、雙模式成像（PET-CT/SPECT-CT）和三模式成像（PET-SPECT-CT/PET-PET-CT/PET-CT-CT/SPECT-CT-CT）。

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9.奧龍Micro Focus小動物活體成像系統

承擔過多個國家科學儀器重大專項的丹東奧龍，主要以X射線產品為主，而旗下Micro Focus小動物活體成像系統主要用於小動物X射線成像，是一款微焦點（Micro Focus）成像系統，可實現一鍵自動曝光並配備圖片處理工作站。該儀器操作簡單且安全，因此無需專業的X射線操作知識，也無額外的X射線防護要求。

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10.博鷺騰AniView 100動物活體成像系統

作為博鷺騰今年新上市的產品，AniView100動物活體成像系統可用於測量各種癌症模型中腫瘤的生長和轉移，能夠無創傷定量檢測原位瘤、轉移瘤及自發瘤。該系統最大可實現6隻小鼠或1隻兔子同時成像，並且內置動物溫控床、X-ray動物結構成像系統、氣體麻醉模塊，可根據實驗需求快速選用相應系統。

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11.INDEC BiosystemsFluor Vivo螢光小動物活體成像系統

INDEC Biosystems螢光小動物活體成像系統Fluor Vivo系列可提供一套從個體水平到細胞水平的體內成像的解決方案。其技術優勢主要有：可為用戶定製全波長範圍內通道，可實現GFP和RFP同時成像，並進行實時光譜分離，去除背景螢光，有效提升信噪比。此外還具備毫秒級快速成像，實時動態監測，可保留成像視頻。

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　　12.英國 MR Solution小動物核磁成像系統

　　英國MR Solution 公司針對臨床前小動物 MR 核磁成像市場，從 2012 年起陸續推出採用無液態製冷劑超導技術、場強可調的臨床前1.5T、3.0T、4.7T 及 7.0 T 的小動物 MR 成像系統。其創新高性能超導磁體不需液態氮或液態氦製冷，1.5T、3.0T、4.7T 及 7.0T 場強可選磁場均勻度，穩定性強，可調整場強。該產品可實現獲取高解析度、高信噪比及極佳的軟組織對比度的圖片，其專為小動物實驗設計的通用動物造影床可與多種成像系統相容。MR Solution小動物核磁成像系統可廣泛適用於各系統臟器的成像與多序列多參數應用平臺，符合科研上的需求。

　　小結：本文盤點的八款儀器中具備單模式成像功能的產品有：布魯克BioSpec 3T MRI/MRS、德國耶拿UVP iBox® Scientia™、紐邁科技Macro MR12、寰彤1.5T小動物核磁共振成像儀、美谷分子MIIS小動物活體成像儀和英國 MR Solution小動物核磁成像系統等;其中也不乏有多模式成像相結合的產品如珀金埃爾默IVIS Spectrum CT(集光學和microCT成像於一體)、Thmorgan小動物活體成像系統( SPECT、PET與CT三模式結合)等。目前單模式成像產品依舊是市場主流，但多種成像手段相結合的多模式成像研究已成為科研領域熱點，因此具備多模式成像功能(或具備高擴展性)的活體成像儀器設備將是未來發展趨勢。