Optix MX3是性能卓越的激發(fā)熒光成像（fluorescence）和生物發(fā)光成像（bioluminescence）功能的活體動(dòng)物分子成像系統。在激發(fā)熒光成像模式下，Optix MX3使用專(zhuān)利的時(shí)域光學(xué)技術(shù)（Time Domain，TD），該技術(shù)獨***創(chuàng )新采用光電倍增管和單光子計數器作為熒光檢測系統，Optix MX3的獨***無(wú)二的優(yōu)勢是：
采用時(shí)域光學(xué)技術(shù)（TD）既可以探測活體動(dòng)物體內靶目標熒光探針信號強度數據，又可以給出熒光探針所處的位置深度數據，而不是簡(jiǎn)單的縱向2個(gè)光源信號的簡(jiǎn)單疊加。
采用時(shí)域光學(xué)技術(shù)（TD）可以完全排除生物體內組織背景熒光信號干擾，極大提高激發(fā)熒光成像檢測靈敏度。
采用時(shí)域光學(xué)技術(shù)（TD）可以提供高質(zhì)量的活體動(dòng)物體內靶目標三維影像，分辨率高。
單光子計數器可以分離來(lái)自具有相同發(fā)射波長(cháng)但不同熒光壽命的發(fā)光物質(zhì)，從而達到組織自發(fā)熒光的完全分離，排除背景熒光干擾，實(shí)現精確的探針濃度計算。
Optix MX3利用特異或非特異性的探針，對活體動(dòng)物體內的分子和細胞活動(dòng)進(jìn)行定性、定量觀(guān)察并獲取影像。結合時(shí)域技術(shù)，Optix MX3 可應用于對疾病機理進(jìn)行深入研究，監測疾病進(jìn)展，評估治療效果。
使用TD（Time Domain時(shí)域光學(xué)技術(shù)） 的成像實(shí)例
Optix MX3采用時(shí)域光學(xué)技術(shù)(TD)的光學(xué)成像策略所具有的卓越優(yōu)勢在于能夠精確給出標記熒光探針的靶目標的深度和濃度信息，同時(shí)通過(guò)測量靶目標熒光壽命與周?chē)M織自發(fā)熒光的熒光壽命區別，完全排除背景干擾（組織自發(fā)熒光干擾），實(shí)現功能3D影響重建。
發(fā)光基團縱向深度位置和濃度（發(fā)光強度）復原
熒光成像的關(guān)鍵問(wèn)題是發(fā)光點(diǎn)信號的定位，如果不能得到發(fā)光點(diǎn)的縱向精確深度信息，除非加入許多假設條件，否則定量是不可能的。比如，連續波長(cháng)熒光成像系統就無(wú)法區分深度包埋的較強熒信號和較淺部位包埋的微弱熒光信號，除非使用X射線(xiàn)斷層技術(shù)。
如果用連續波長(cháng)測量方法，包埋體A（1000 nmol）深度包埋的熒光信號和包埋體B（50nmol）的淺位包埋的較弱熒光信號強度相同。
而如果采用了帶有時(shí)域光學(xué)技術(shù)（TD）的系統得到的分子影像，由于使用的是光電倍增器和單光子計數器來(lái)測量從組織標記熒光探針發(fā)出來(lái)的光子，通過(guò)測量不同深度標記探針發(fā)出光子到達光子計數器時(shí)間的不同和強度的不同（TPSF，temporal point-spread function），來(lái)精確的給出發(fā)光位置的深度和濃度信息，從而得到精確的3D重建影像（見(jiàn)下圖），這是時(shí)域光學(xué)技術(shù)TD的獨特優(yōu)勢，也是目前其它同類(lèi)體內影像技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)勢。
從組織深處發(fā)出的光子（綠色曲線(xiàn)）到達光子計數器的時(shí)間比較淺位置發(fā)出的光子（紅色）到達檢測器時(shí)間長(cháng)，而濃度與峰型無(wú)關(guān)。
得到發(fā)光點(diǎn)的信號強度和深度信息后，就可以通過(guò)計算得出濃度。
熒光壽命
時(shí)域光學(xué)技術(shù)（TD）的另外***個(gè)優(yōu)勢就是其0.1納秒***時(shí)間分辨率，可以給研究人員提供體內熒光壽命測量，該參數可以計算熒光基團的熒光壽命，熒光基團的熒光壽命與生物體內的生化環(huán)境相關(guān)，可以用來(lái)將生物體內標記的細胞與未標記游離物質(zhì)區分開(kāi)來(lái)。熒光壽命與熒光基團的濃度相關(guān)，而與photo-bleaching過(guò)程無(wú)關(guān)。
Fluorescence lifetimes are calculated based on exponential fits on a given TPSF, using either a single or dual exponential model. A typical output from a dual exponential fit in OptiView is shown below. The original and fitted curves, fitting residual, as well as the fitting parameters and results are shown on the top left, bottom left, and right respectively in the TPSF Fit viewer.
熒光壽命技術(shù)指標的典型應用為：
監測聯(lián)合藥物治療，采用TD技術(shù)可以同時(shí)測量2個(gè)或多個(gè)以上相同波長(cháng)但不同熒光壽命組分。
pH值和氧化程度感測，因為熒光壽命與組織pH值和氧化程度相關(guān)。
可以將標記的和未標記的游離介質(zhì)區分開(kāi)來(lái)。
區分 healthy 和 ischemic tissues.
區分具有相同光譜但不同熒光壽命的2種報告基團。
下圖是Optix MX3得出的影像結果，結果表明，具有相同發(fā)射波長(cháng)的2種熒光基團，Atto680 和 AF680/BSA，由于這兩種熒光基團的熒光壽命不同，即使用相同的激發(fā)光源激發(fā)，結果中明顯分辨了2種不同的熒光基團。
功能3D重建
光學(xué)成像的***終目標是要實(shí)現3D影像重建。連續波長(cháng)測量方式（CW，continue wavelenth）是采用多角度投影數據來(lái)給出標本的3D影像，Optix MX3采用時(shí)域光學(xué)TD技術(shù)，通過(guò)反射采集模式，只需要使用1個(gè)方向上投影采集的數據，即可給出清晰的重建3D影像。重建過(guò)程依據多重TPSFs數據和光子在組織中遷移和散射模型，通過(guò)復雜的數學(xué)運算。
直到***，Optix MX3具有只需通過(guò)平面掃描，即使在探針濃度很低的情況下，給出精確的斷層影像的卓越能力。3D體積重建，精確復原熒光基團的分布，給出活體動(dòng)物體內標記組織外形、深度和熒光包埋濃度，下圖顯示，3D 重建結果可以同時(shí)顯示為任何方向上的2D切片影像。
3D 重建文件可以輸出為DICOM格式，從而與高分辨CT影像兼容。
Optix MX3 提供：
近紅外熒光成像（NIR）－近紅外光具有低組織吸收特性，能深層穿透組織。
熒光團定量－對熒光強度、相對濃度、深度和熒光壽命進(jìn)行定量測定，提高數據和分析以及三維重建的質(zhì)量
集成的多模式平臺－可同時(shí)對多個(gè)生物學(xué)靶目標進(jìn)行生物分布的監測，與活體microCT 進(jìn)行影像整合，獲取精確的解剖學(xué)信息。并能將數據以DICOM影像格式無(wú)縫輸出至臨床圖像工作站，提高分析能力。
應用廣泛的近紅外熒光成像
細胞表面抗原成像
***些細胞表面受體分子可能在有活化的內皮細胞和腫瘤細胞上過(guò)度表達，其相應的高特異性的配體或多肽可經(jīng)由熒光進(jìn)行標記，用于腫瘤成像。
其它應用
細胞內和細胞外環(huán)境：使用特定的熒光團壽命衰變的特性，對熒光團所處環(huán)境進(jìn)行辨別。
報告基因：監測與信號轉導、基因表達以及蛋白和蛋白間相互作用相關(guān)的細胞活動(dòng)。
藥物動(dòng)力學(xué)
對少量***群實(shí)驗動(dòng)物進(jìn)行治療干預的縱向監測。
熒光團深度和濃度定量
Optix MX3 技術(shù)
任何光學(xué)成像方法必須克服影響光學(xué)信號強度的物理性質(zhì)，包括周?chē)M織的散射特性和背景噪音（如自發(fā)熒光團）。由于這些綜合因素的影響，對于那些定量化的應用要求僅依靠強度信號是不夠的。
Optix MX3 突破了上述限制，能提供對熒光團強度、濃度和三維定位的精確測量。
基于時(shí)域技術(shù)，Optix MX3 利用脈沖激光二極管發(fā)送窄光譜的激光短脈沖作為激發(fā)光，并采用單光子計數光電倍增管記錄被激發(fā)熒光光子的到達時(shí)間分布（時(shí)間點(diǎn)擴展函數或TPSF）。通過(guò)這些設計，Optix MX3 可確定熒光團的組織內深度，并將之用于衰減校正計算來(lái)獲取熒光團的精確相對濃度。
熒光壽命
由于Optix MX3 具有納秒***的時(shí)間分辨率，研究者可進(jìn)行活體熒光壽命測量，從而辨別具有類(lèi)似光譜圖的熒光團。除此之外，研究者可以使用探針確定微環(huán)境，如pH、氧水平 （含量）、溫度及其它已知的影響熒光壽命的因素。
集成的多模式平臺獲取定量化的3D數據
三維多模式圖像融合
Optix MX3 采用小動(dòng)物CT通用的動(dòng)物床，支持多模式的圖像融合。它的自動(dòng)化的重合和視圖軟件工具能加速融合過(guò)程，并簡(jiǎn)化工作流程。Optix MX3 的高靈敏度和高分辨率，熒光示蹤劑不僅能被檢測、定量和監控，更能和特定的三維位置重合。
斷層成像
時(shí)域光學(xué)成像允許高靈敏度的深度探測和結合平面成像幾何信息的斷層成像。
多波長(cháng)
多波長(cháng)激發(fā)顯著(zhù)擴展了可應用的光譜范圍，提高了Optix MX3 的靈活性。Optix MX3 可支持多達4個(gè)脈沖激光二極管，14個(gè)濾光片。運用附加的激光管和濾光片，具有不同光譜性質(zhì)的多種熒光靶目標均可被使用，其范圍覆蓋從可見(jiàn)光直至近紅外光譜。
滬公網(wǎng)安備31011502016460號
