小動物活體多模態(tài)科研高端成像平臺是集光學、聲學、電磁學等多種成像技術(shù)于一體的高端科研設(shè)備,可實現(xiàn)小動物活體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能的動態(tài)、無損、高分辨率觀測,為疾病研究、藥物開發(fā)及個性化醫(yī)療提供關(guān)鍵技術(shù)支持。 以下從技術(shù)特點、應(yīng)用領(lǐng)域、核心功能、市場趨勢四個方面展開介紹:
一、技術(shù)特點:多模態(tài)融合與超高分辨率
1.多模態(tài)成像能力
平臺整合了生物發(fā)光、熒光、光聲、X光(CT)、正電子發(fā)射斷層掃描(PET)等多種成像模態(tài),可同時或分別獲取不同層面的生物信息。例如:
熒光成像:通過熒光染料或熒光蛋白標記目標分子,追蹤腫瘤生長、基因表達或細胞遷移。
生物發(fā)光成像:利用生物體內(nèi)的化學反應(yīng)(如螢火蟲熒光素酶)產(chǎn)生光信號,無需外部光源,背景干擾低,信噪比高。
Micro-CT成像:提供高分辨率的解剖結(jié)構(gòu)信息,空間分辨率可達微米級,輻射劑量低。
PET/CT融合成像:結(jié)合PET的功能代謝信息(如葡萄糖攝?。┡cCT的解剖結(jié)構(gòu),實現(xiàn)腫瘤定位與療效評估。
2.超高分辨率與靈敏度
采用深度制冷科研級CCD相機(制冷溫度低至絕對-100℃),可捕獲微弱熒光或生物發(fā)光信號。
配備高數(shù)值孔徑物鏡和窄帶寬濾光片(波段415-850nm),實現(xiàn)500nm至840nm范圍內(nèi)的熒光成像,兼容多種熒光染料。
通過光譜分離算法扣除自發(fā)熒光,提升成像質(zhì)量。
3.非侵入性與動態(tài)觀測
平臺支持活體小動物(如小鼠、大鼠)的長期、無損觀測,避免組織切片導致的生理信息丟失,可動態(tài)追蹤疾病進展或藥物代謝過程。
二、應(yīng)用領(lǐng)域:覆蓋基礎(chǔ)研究到臨床轉(zhuǎn)化
1.腫瘤學研究
標記腫瘤細胞(如Luc標記的肝癌細胞),觀察其生長、轉(zhuǎn)移及對治療的響應(yīng)。
結(jié)合PET/CT,評估新藥在活體內(nèi)的分布、代謝及抗腫瘤效果。
2.神經(jīng)科學研究
利用光聲成像觀察腦血管血流動力學變化,追蹤神經(jīng)元活動軌跡。
研究阿爾茨海默病、帕金森病等神經(jīng)退行性疾病模型中蛋白聚集(如α-syn)的動態(tài)過程。
3.心血管疾病研究
通過光聲成像監(jiān)測心肌血流灌注,評估心臟病模型(如心肌梗死)的結(jié)構(gòu)與功能異常。
4.干細胞與再生醫(yī)學
標記干細胞(如DIR標記的間充質(zhì)干細胞),研究其在體內(nèi)的遷移、分化及對組織修復的貢獻。
5.藥物研發(fā)與毒理學
篩選藥物候選分子,評估其藥效、毒性及代謝動力學特征。
結(jié)合臨床前毒理學研究,優(yōu)化藥物劑量與給藥方案。
三、核心功能:智能化與人性化設(shè)計
1.多模態(tài)數(shù)據(jù)融合
通過三維成像算法將CT圖像與光學圖像融合,實現(xiàn)腫瘤或其他病灶的精準定位(如深度信息)。
支持多模態(tài)數(shù)據(jù)同步采集與分析,提升研究效率。
2.自動化與智能化操作
全中文軟件界面,預設(shè)實驗方案,支持自動對焦、一鍵成像。
配備高階分析軟件(如Analyze12.0),支持45種數(shù)據(jù)格式,可量化分析信號強度、腫瘤體積等參數(shù)。
3.高通量與靈活性
成像視野范圍可調(diào),支持同時觀測多只小鼠(如5只/次)或較大體積樣本。
提供多種動物床(小鼠、大鼠、兔及離體樣品),適應(yīng)不同研究需求。
四、市場趨勢:技術(shù)迭代與需求增長
1.市場規(guī)模與競爭格局
全球小動物活體成像系統(tǒng)市場預計2029年達1.48億美元,年復合增長率4.1%。
主要廠商包括Perkin Elmer、Bruker、Fujifilm Visualsonics等,光學成像占據(jù)約66%的市場份額。
國內(nèi)市場以進口品牌為主,瑞孚迪Revvity占據(jù)69.5%的份額,其IVIS系列裝機量超1000臺。
2.技術(shù)發(fā)展方向
多模態(tài)融合:結(jié)合更多成像技術(shù)(如MRI、超聲),提供更全面的生物信息。
單細胞分辨率:提升成像精度,實現(xiàn)細胞亞結(jié)構(gòu)的觀測。
智能化分析:引入人工智能算法,自動識別病灶、量化指標,加速數(shù)據(jù)解讀。
臨床轉(zhuǎn)化:推動技術(shù)從基礎(chǔ)研究向個性化醫(yī)療(如手術(shù)導航、療效監(jiān)測)延伸。
3.挑戰(zhàn)與機遇
挑戰(zhàn):設(shè)備成本高、操作復雜、倫理法規(guī)限制(如動物實驗審批)。
機遇:生物醫(yī)學研究增長、個性化醫(yī)療興起、新興市場(如中國、印度)需求擴大。