小動物活體成像系統(tǒng)是一種應用于生命科學研究領域的先進影像設備，它能夠在實時和非侵入性的條件下追蹤小動物體內的生物學過程和疾病發(fā)展的動態(tài)信息。該系統(tǒng)具備高靈敏度和高分辨率成像能力，同時具備數(shù)據(jù)采集、圖像處理和定量分析功能，在腫瘤治療、感染性疾病治療、免疫學研究、細胞追蹤和藥物研發(fā)等領域發(fā)揮著重要作用。本操作指南旨在為用戶提供一套詳細、系統(tǒng)的操作流程和注意事項，幫助用戶更好地使用小動物活體成像系統(tǒng)。

一、系統(tǒng)組成與準備

小動物活體成像系統(tǒng)主要由成像設備、氣體麻醉系統(tǒng)、計算機控制軟件以及必要的實驗輔助設備組成。在使用前，用戶需確保所有設備處于正常運轉狀態(tài)，并進行必要的檢查和校準。

成像設備：檢查成像設備的電源、光源、探測器等部件是否正常工作，確保成像質量。

氣體麻醉系統(tǒng)：對于需要使用麻醉的小動物實驗，需提前檢查氣體麻醉系統(tǒng)的氣體供應（如異氟烷）、麻醉誘導和復蘇裝置是否正常工作，并設置合適的麻醉濃度（如大小鼠一般使用濃度為2%的異氟烷與氧氣混合使用）。

計算機控制軟件：雙擊電腦桌面上的軟件圖標（如Tanon圖標），進入拍攝模塊，熟悉軟件操作界面和功能。

實驗輔助設備：準備好實驗所需的小動物固定裝置、注射器等輔助設備，確保實驗順利進行。

二、實驗動物準備

動物選擇：根據(jù)實驗需求選擇合適的小動物（如小鼠、大鼠等），并確保動物健康、體重適中。

剃毛處理：為了降低毛發(fā)光吸收和光散射，盡可能消除來自毛發(fā)的背景熒光，需在成像前對實驗動物進行剃毛處理。剃毛時應小心操作，避免劃傷動物皮膚。

麻醉處理：根據(jù)實驗需求選擇合適的麻醉方式（如注射麻醉或氣體麻醉）。注射麻醉可使用水合氯醛或戊巴比妥鈉等進行腹腔注射；氣體麻醉則選用異氟烷吸入性麻醉藥劑。麻醉時應密切關注動物的呼吸、心率等生命體征，確保麻醉安全。

三、光學標記與成像前準備

小動物活體成像系統(tǒng)通過一定的方式對研究對象進行光學標記，使其具有發(fā)光的性質，再通過成像技術及設備對光信號進行采集成像。按照發(fā)光原理，小動物活體成像分為生物發(fā)光和熒光發(fā)光兩種。

生物發(fā)光成像：

熒光素底物注射：在麻醉前給小動物注射熒光素底物（如熒光素），最佳檢測時間是注射后10分鐘。熒光素的最適用量是150mg/kg體重，例如體重20g的小鼠需要3mg的熒光素。

成像前準備：將麻醉后的小動物直接擺放至成像設備的動物平臺上，將待檢測部位朝向上方（相機鏡頭的方向），一般采取仰臥位。關閉暗箱門，點擊軟件的預覽功能，確定小動物位置是否在視野中央。

熒光成像：

熒光標記物質注射：在成像前給小動物注射熒光染料或熒光蛋白等熒光標記物質。

成像前準備：與生物發(fā)光成像類似，將麻醉后的小動物擺放至成像設備的動物平臺上，并關閉暗箱門進行預覽。

四、成像操作

白光預覽：

在成像前，首先進行白光預覽以確認小動物的位置和成像區(qū)域。設置視野范圍、拍攝區(qū)域、樣品高度等參數(shù)，點擊白光預覽按鈕拍攝一張白光圖。

信號拍攝：

生物發(fā)光成像：在“IVIS Acquisition Control Panel”中點擊“Imaging Wizard”，選擇“Luminescence”或“Fluorescence”（對于熒光成像）。對于生物發(fā)光成像，選擇“Luminescence-Open Filter”后點擊“Next”，在彈出的窗口中選擇成像物體（Imaging Subject）和拍照參數(shù)（一般默認值為Auto），點擊“Next”，然后在“IVIS Acquisition Control Panel”中點擊“Acquire Sequence”開始信號拍攝。

熒光成像：選擇“Fluorescence”后，點擊“Filter Pair”，選擇合適的熒光染料或染料對應的激發(fā)/發(fā)射濾光片對。點擊“Next”，在彈出的窗口中選擇成像物體和拍照參數(shù)（一般默認值為Auto），點擊“Next”，然后在“IVIS Acquisition Control Panel”中點擊“Acquire Sequence”開始信號拍攝。

如需進行連續(xù)動態(tài)拍攝，可勾選“Time Series Study”，輸入所需拍照數(shù)量（Total number of segments）和拍照間隔時間（Delay between segments）。

熒光光譜分離（如適用）：

對于熒光成像中的復雜光譜分離任務，可使用“Spectral Unmixing”功能。在“IVIS Acquisition Control Panel”中點擊“Imaging Wizard”，選擇“Fluorescence”后，點擊“Fluorescence-Spec Unmix/Filter Scan”窗口中選擇探針類型和掃描濾光片組后點擊“Next”，在彈出的窗口中選擇成像物體和拍照參數(shù)（一般默認為Auto），點擊“Next”，在“IVIS Acquisition Control Panel”中點擊“Acquire Sequence”獲取序列光譜掃描圖像。然后，在“Tool Palette-Spectral Unmixing-Analyze”中選擇“Manual”，點擊“Start Unmixing”，用手動方式在混合光譜疊加圖中畫選需要光譜分離的成分（包括背景熒光點和組織熒光點等），通過計算獲得目標信號的純光譜，并點擊“Unmix”獲取光譜分離成像結果。

五、查看拍攝結果與分析

查看拍攝結果：點擊拍攝結果按鈕可查看拍攝得到的圖像。系統(tǒng)通常會自動進行明場圖和發(fā)光圖或熒光圖的融合，并調整灰度優(yōu)化顯示效果。

數(shù)據(jù)分析：進入分析模塊可進行單張及項目圖像分析。用戶可選取感興趣的區(qū)域（ROIs）進行測量和數(shù)據(jù)處理及保存工作。當選定需要測量的區(qū)域后，軟件可以計算出此區(qū)域發(fā)出的光子數(shù)等實驗數(shù)據(jù)。

六、注意事項

操作規(guī)范：在操作前請仔細閱讀設備的使用說明書，遵循實驗計劃和操作流程進行操作，避免不必要的操作失誤。

設備維護：在操作軟件時請勿隨意修改系統(tǒng)配置和參數(shù)設置以免影響設備的正常運行。定期清潔設備表面和光學部件，使用干凈的軟布擦拭并禁止使用有機溶劑。

環(huán)境條件：儀器工作時須保證室內溫度≤26℃（超過26℃會增加成像系統(tǒng)的損耗），室內相對濕度須小于60%，室內不得有明顯揚塵。

軟件使用：儀器使用完畢后如果停用時間大于2個小時須將軟件退出關閉（軟件退出關閉后成像系統(tǒng)即停止工作處于待機狀態(tài)有助于減少損耗）。當日使用完成后須關閉電腦但主機無需斷電否則儀器凌晨2點時會啟動軟件拍攝背景文件。

動物福利：在實驗過程中應充分關注動物福利確保動物在實驗過程中得到妥善照顧和處理。

小動物活體成像系統(tǒng)作為一種先進的影像設備在生命科學研究領域發(fā)揮著重要作用。本操作指南詳細介紹了該系統(tǒng)的組成與準備、實驗動物準備、光學標記與成像前準備、成像操作、查看拍攝結果與分析以及注意事項等方面的內容。用戶在使用該系統(tǒng)時應嚴格遵守操作流程和注意事項以確保實驗結果的準確性和可靠性。同時我們也應關注動物福利在實驗過程中給予動物充分的照顧和處理。通過合理使用小動物活體成像系統(tǒng)我們可以更深入地了解生物體內的生物學過程和疾病發(fā)展的動態(tài)信息為科學研究提供有力支持。