小動(dòng)物活體多模態(tài)科研高端成像平臺(tái)是集光學(xué)、聲學(xué)、電磁學(xué)等多種成像技術(shù)于一體的高端科研設(shè)備,可實(shí)現(xiàn)小動(dòng)物活體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能的動(dòng)態(tài)、無(wú)損、高分辨率觀測(cè),為疾病研究、藥物開發(fā)及個(gè)性化醫(yī)療提供關(guān)鍵技術(shù)支持。 以下從技術(shù)特點(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域、核心功能、市場(chǎng)趨勢(shì)四個(gè)方面展開介紹:
一、技術(shù)特點(diǎn):多模態(tài)融合與超高分辨率
1.多模態(tài)成像能力
平臺(tái)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(shí)或分別獲取不同層面的生物信息。例如:
熒光成像:通過(guò)熒光染料或熒光蛋白標(biāo)記目標(biāo)分子,追蹤腫瘤生長(zhǎng)、基因表達(dá)或細(xì)胞遷移。
生物發(fā)光成像:利用生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)(如螢火蟲熒光素酶)產(chǎn)生光信號(hào),無(wú)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(dá)微米級(jí),輻射劑量低。
PET/CT融合成像:結(jié)合PET的功能代謝信息(如葡萄糖攝取)與CT的解剖結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)腫瘤定位與療效評(píng)估。
2.超高分辨率與靈敏度
采用深度制冷科研級(jí)CCD相機(jī)(制冷溫度低至絕對(duì)-100℃),可捕獲微弱熒光或生物發(fā)光信號(hào)。
配備高數(shù)值孔徑物鏡和窄帶寬濾光片(波段415-850nm),實(shí)現(xiàn)500nm至840nm范圍內(nèi)的熒光成像,兼容多種熒光染料。
通過(guò)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(dòng)態(tài)觀測(cè)
平臺(tái)支持活體小動(dòng)物(如小鼠、大鼠)的長(zhǎng)期、無(wú)損觀測(cè),避免組織切片導(dǎo)致的生理信息丟失,可動(dòng)態(tài)追蹤疾病進(jìn)展或藥物代謝過(guò)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(xué)研究
標(biāo)記腫瘤細(xì)胞(如Luc標(biāo)記的肝癌細(xì)胞),觀察其生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移及對(duì)治療的響應(yīng)。
結(jié)合PET/CT,評(píng)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(xué)研究
利用光聲成像觀察腦血管血流動(dòng)力學(xué)變化,追蹤神經(jīng)元活動(dòng)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(dòng)態(tài)過(guò)程。
3.心血管疾病研究
通過(guò)光聲成像監(jiān)測(cè)心肌血流灌注,評(píng)估心臟病模型(如心肌梗死)的結(jié)構(gòu)與功能異常。
4.干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)
標(biāo)記干細(xì)胞(如DIR標(biāo)記的間充質(zhì)干細(xì)胞),研究其在體內(nèi)的遷移、分化及對(duì)組織修復(fù)的貢獻(xiàn)。
5.藥物研發(fā)與毒理學(xué)
篩選藥物候選分子,評(píng)估其藥效、毒性及代謝動(dòng)力學(xué)特征。
結(jié)合臨床前毒理學(xué)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(jì)
1.多模態(tài)數(shù)據(jù)融合
通過(guò)三維成像算法將CT圖像與光學(xué)圖像融合,實(shí)現(xiàn)腫瘤或其他病灶的精準(zhǔn)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(dòng)化與智能化操作
全中文軟件界面,預(yù)設(shè)實(shí)驗(yàn)方案,支持自動(dòng)對(duì)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(hào)強(qiáng)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(shí)觀測(cè)多只小鼠(如5只/次)或較大體積樣本。
提供多種動(dòng)物床(小鼠、大鼠、兔及離體樣品),適應(yīng)不同研究需求。
四、市場(chǎng)趨勢(shì):技術(shù)迭代與需求增長(zhǎng)
1.市場(chǎng)規(guī)模與競(jìng)爭(zhēng)格局
全球小動(dòng)物活體成像系統(tǒng)市場(chǎng)預(yù)計(jì)2029年達(dá)1.48億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率4.1%。
主要廠商包括Perkin Elmer、Bruker、Fujifilm Visualsonics等,光學(xué)成像占據(jù)約66%的市場(chǎng)份額。
國(guó)內(nèi)市場(chǎng)以進(jìn)口品牌為主,瑞孚迪Revvity占據(jù)69.5%的份額,其IVIS系列裝機(jī)量超1000臺(tái)。
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(xì)胞分辨率:提升成像精度,實(shí)現(xiàn)細(xì)胞亞結(jié)構(gòu)的觀測(cè)。
智能化分析:引入人工智能算法,自動(dòng)識(shí)別病灶、量化指標(biāo),加速數(shù)據(jù)解讀。
臨床轉(zhuǎn)化:推動(dòng)技術(shù)從基礎(chǔ)研究向個(gè)性化醫(yī)療(如手術(shù)導(dǎo)航、療效監(jiān)測(cè))延伸。
3.挑戰(zhàn)與機(jī)遇
挑戰(zhàn):設(shè)備成本高、操作復(fù)雜、倫理法規(guī)限制(如動(dòng)物實(shí)驗(yàn)審批)。
機(jī)遇:生物醫(yī)學(xué)研究增長(zhǎng)、個(gè)性化醫(yī)療興起、新興市場(chǎng)(如中國(guó)、印度)需求擴(kuò)大。