熒光成像與生物發(fā)光成像技術的優(yōu)缺點對比

上次，我們對比了熒光成像和生物發(fā)光的基本原理。那針對自己的課題，生物發(fā)光和熒光成像哪個好？什么情況下選擇生物發(fā)光，什么情況下選擇熒光成像？今天為大家解答關鍵問題：熒光成像和生物發(fā)光成像的優(yōu)缺點是什么？


一、熒光成像技術優(yōu)點

數據來源：使用FOBI整體熒光成像系統(tǒng)對熒光染料Cy5標記的藥物進行觀察

相比生物發(fā)光成像，熒光成像技術的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在：

1  熒光蛋白及熒光染料標記能力更強

• 熒光標記分子種類繁多，包括熒光蛋白、熒光染料、量子點標記等，可以對基因、蛋白、抗體、化合藥物等進行標記。應用范圍極廣，可以對樣本進行多色標記，一個樣本同時獲得多種細胞或藥物的分布。

2  信號強度高

• 熒光成像的光子強度較生物發(fā)光更強，持續(xù)時間長，對CCD的靈敏度要求相對較低，無需必配低溫冷CCD，即可獲得清晰成像結果。

3  實驗成本低，成像過程簡單

• 相比生物發(fā)光成像，成像前無需注射熒光素酶底物。有合適的激發(fā)光源照射，就可發(fā)出特定波長的發(fā)射光。只要熒光基團穩(wěn)定，就可實現(xiàn)隨時激發(fā)、發(fā)光、檢測。

4從活體到離體均可成像

• 相比生物發(fā)光只能在活細胞內才會發(fā)光。熒光蛋白或熒光染料只需保持熒光基團穩(wěn)定即可穩(wěn)定發(fā)光，并可在活體或離體組織器官進行觀察。在實驗前期熒光材料制備階段，可以直接在EP管中進行成像觀察。

二、生物發(fā)光技術優(yōu)點

數據來源：Yichi Su. et al. Nature Methods volume 17, 852–860 (2020)

相比熒光成像，生物發(fā)光成像的主要優(yōu)勢表現(xiàn)在：

1特異性強，無自發(fā)熒光

• 以熒光素酶作為體內報告源的生物發(fā)光方法，特異性*。由于動物本身沒有任何自發(fā)光，生物發(fā)光具有極低的背景和*的信噪比。

2高靈敏度

• 生物體內很多物質在激發(fā)光的照射下，也會發(fā)出熒光，這些非特異性熒光背景會影響檢測靈敏度。熒光成像的靈敏度可在動物體內檢測到約10⁴細胞，而生物發(fā)光具有在動物體內監(jiān)測10²數量級細胞的靈敏度。

3檢測深度更高

• 對于需要在深部組織進行的研究（檢測深度在3~4cm），應用生物發(fā)光是選擇。

4定量性

• 由于熒光素酶基因是插入細胞染色體中穩(wěn)定表達的，單位細胞的發(fā)光數量、發(fā)光條件相對穩(wěn)定。即使標記細胞在動物體內有復雜的定位，亦可從動物體表的信號水平測量出發(fā)光細胞的相對數量。
  
  總結
  ???????
  熒光成像和生物發(fā)光技術，互為補充，分別滿足不同的研究領域。對于不同的研究，可根據兩者的特性及實驗要求選擇。例如在腫瘤生長與轉移、藥物的分布與代謝、納米顆粒的靶向性與代謝、植物基因的表達、生物相容性材料開發(fā)、新型標記技術的開發(fā)等多個研究中均可用到熒光成像技術