新来的师弟做小鼠活体成像做了一个月都还没有结果,回回组会被老板骂。最近师弟终于撑不住了来找我帮忙。看了结果才发现,师弟根本「不会做」活体成像。

师弟

师兄,我做的活体成像效果很差,你有什么妙招吗?
自发荧光的影响很大,你先做好预实验。还有,你的小鼠成像前怎么都没脱毛呢?这个影响很大的!


师兄

师弟

谢谢师兄,这些问题我之前都没注意过,我重新试试。
其实小鼠的活体成像真的没有那么难,选择好一台靠谱的仪器,再按照我笔记中的基本操作和注意事项逐步执行即可。


师兄

师弟

可以看看师兄的仪器和笔记吗?
用 AniView 多模式动物活体成像系统吧,我之前的文章就是用这台仪器做的,现在还有活动免费试用!


师兄
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在搞定仪器后,根据以下师兄笔记理解实验原理,并排查常见实验问题,基本可以做出好的结果。
活体成像实验
原理及优势
活体动物体内光学成像(Optical in vivo Imaging),以下简称活体成像,主要采用生物发光(Bioluminescence)与荧光(Fluorescence)两种技术。生物发光是用荧光素酶(Luciferase)基因标记细胞或 DNA,而荧光技术则采用荧光报告基团(GFP、RFP、Cyt 及 dyes 等)进行标记。
活体成像技术可以对同一个样本进行长时间反复跟踪成像,既可以提高数据的可比性,避免个体差异对试验结果造成影响,又不需要杀死实验动物。此外,在转基因动物筛选实验中,可以更早期、更快速、高通量精确筛选目标动物,具有廉价、灵敏、定量和可重复性的检测特性,可提高实验效率。
3 个因素
影响成像效果
主要需要考虑以下影响因素:底物给药方式、荧光标记物波长和动物毛发。
1、底物给药方式
常用的底物给药方式有腹腔注射和尾静脉注射。
腹腔注射:迅速分布全身,并穿过包括大脑在内的血液组织屏障;注射底物 10~20 分钟后,发光信号达到峰值;60 分钟内逐渐减少,直到不可检测。
尾静脉注射:可提供更好的再现性和 5~10 倍的高信号,但是注射难度较高,代谢快。
建议:第一次使用荧光素酶底物成像,或者更换新品牌底物,需要进行预实验,观察底物在何时达到峰值。确定注射荧光素底物和成像之间的最佳延迟,然后将此时间用于所有实验,以标准化成像数据。
2、荧光标记物波长
大多数生物体内都表现出一种天然的荧光,通常被称为「自发荧光」。这些荧光与标记物发射波长重叠,经激发光照射会发射出与标记物相似的荧光波长,导致低信噪比,检测灵敏度受限,甚至无法检测。譬如,GFP 的最大激发波长是 488 nm,最大发射波长是 507 nm。
这和皮肤及毛发中的胶原蛋白和弹性蛋白等成分的发射波长相近,有较高的背景信号。此外,标记物激发波长越短,散射越强,吸收越大,穿透深度越浅,越不利于体内深层部位的信号检测。
建议:使用近红外波长的荧光染料,优点是更高信噪比,穿透更深,或使用 iRFP 作为报告基因,该荧光蛋白具有更高的亮度、光稳定性和信噪比。
3、动物毛发
C57BL/6 小鼠毛发生长周期由三个阶段组成:静止期(皮肤为淡粉色)、生长期(皮肤变为深灰色或黑色)、成熟期(毛发停止生长,皮肤恢复为淡粉色)。
生长期中的皮肤色素沉着是活体成像中的一个重要变量,特别是当需要对小信号变化或动物之间的差异敏感时。强烈着色的皮肤可导致 90% 以上的光信号衰减,这显然会导致显著的实验误差。此外,就算是处于静止期或成熟期的小鼠,身上的毛发也会造成一个数量级的光信号衰减。
建议:成像前一天,需要通过剃毛或化学脱毛来去除观察区域的毛发,以便最大限度地收集信号。
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活动说明:
1. 本次活动仅限终端用户参与,每个单位仅限申请一次。
2. AniView 多模式动物活体成像系统申请审核通过后 5~7 个工作日,由当地经销商进行沟通,协调仪器使用。
3. 本次活动最终解释权归广州博鹭腾生物科技有限公司所有。
内容审核:那雪妍
项目审核:钟可可
题图来源:图虫创意
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