熒光分子成像技術(shù)以無(wú)電離輻射、成像過(guò)程簡(jiǎn)單、成像時(shí)效性高、成本低等優(yōu)勢(shì)廣泛的應(yīng)用于生物活體成像的研究中。但是目前熒光成像存在一些問(wèn)題:在激發(fā)熒光成像時(shí),由于生物組織的自體熒光現(xiàn)象和激發(fā)光信號(hào)的殘留造成較大背景噪聲,嚴(yán)重影響信號(hào)的采集和定量分析。自發(fā)光成像雖然沒(méi)有激發(fā)光帶來(lái)的背景噪聲的干擾,由于自發(fā)光信號(hào)比較微弱,會(huì)對(duì)生物成像質(zhì)量造成一定的影響。本文選用具有較長(zhǎng)熒光壽命和較強(qiáng)發(fā)光強(qiáng)度的長(zhǎng)余輝材料,來(lái)解決傳統(tǒng)熒光成像的不足之處,實(shí)現(xiàn)“免激發(fā)”生物發(fā)光成像。本文研究的主要內(nèi)容如下:第一,設(shè)計(jì)搭建了用于長(zhǎng)余輝成像的熒光成像系統(tǒng),從系統(tǒng)設(shè)計(jì)、各模塊選型、數(shù)據(jù)采集和圖像預(yù)處理方面展開(kāi)。該系統(tǒng)不僅可以完成長(zhǎng)余輝成像實(shí)驗(yàn),同時(shí)還可以開(kāi)展透射激發(fā)熒光成像以及生物自發(fā)光成像實(shí)驗(yàn)。對(duì)系統(tǒng)的性能展開(kāi)測(cè)試,通過(guò)分析成像系統(tǒng)總的噪聲模型,探究成像過(guò)程中噪聲的來(lái)源并制定相應(yīng)的解決方案。根據(jù)系統(tǒng)的組成,設(shè)定了熒光成像系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集分析的使用流程,并針對(duì)本熒光系統(tǒng)研究分析可以提高成像質(zhì)量的優(yōu)化方案。第二,對(duì)長(zhǎng)余輝材料的粒徑和水溶性進(jìn)行相應(yīng)的改善,使其能夠滿足生物成像的要求,并對(duì)其進(jìn)行了相關(guān)光學(xué)性質(zhì)的測(cè)試分析。通過(guò)和Cy5... 

【文章來(lái)源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：88 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

三種不同長(zhǎng)余輝發(fā)光材料激發(fā)后的發(fā)光圖像

有利于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用[24]。文中還證明了可以在體外培養(yǎng)細(xì)胞吞噬這些子，然后通過(guò)靜脈注射，可以追蹤標(biāo)記細(xì)胞在體內(nèi)的活動(dòng)，并跟蹤他們的生物開(kāi)啟了細(xì)胞治療研究的新視角和各種診斷應(yīng)用。2016 年華南理工大學(xué) W.B.Dai 等人研發(fā)出一種可以應(yīng)用于多模態(tài)的納米顆粒3@mSiO2/ZnGa2O4:Cr3+,Bi3+（ZGOCB），證明了該材料可以在光學(xué)和磁共振，為持續(xù)發(fā)光材料在多模態(tài)成像方面的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。圖 1.2 為腫瘤射納米粒子（ZGOCB）后活體成像[48]。長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的研究大多數(shù)是基于材料制備層面的，提升材料制作工藝，從材料的質(zhì)量和性能。自 2007 年以后少數(shù)科研團(tuán)隊(duì)少數(shù)科研團(tuán)隊(duì)展開(kāi)了一些關(guān)輝材料生物方面的研究，不斷改進(jìn)材料的制作工藝，通過(guò)使用不同的基材料和同的稀土元素不斷地改進(jìn)近紅外長(zhǎng)余輝材料的性能。但目前大部分研究還停留層面，長(zhǎng)余輝熒光成像層面的研究相對(duì)較少，尤其是跟傳統(tǒng)探針性能比較以及內(nèi)熒光斷層成像方面的相關(guān)研究還較少，需要具體驗(yàn)證無(wú)背景熒光材料能給熒帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)，量化對(duì)成像質(zhì)量帶來(lái)的提升。

熒光成像系統(tǒng)按照成像方式分為平面成像和斷層成像。平面成像只能夠檢測(cè)多個(gè)深度的信號(hào)疊加，圖像的分辨率比較低，信號(hào)強(qiáng)度與成像深度是非線性的，定量比較困難。斷層成像可以通過(guò)圖像重建獲得成像目標(biāo)的深度信息，克服平面成像的不足之處。早期成像系統(tǒng)多采用光纖接觸式，后來(lái)為了降低系統(tǒng)復(fù)雜性，發(fā)展為非接觸式成像系統(tǒng)簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)裝置，但是在成像過(guò)程中存在成像系統(tǒng)避光性能差、器官移位和成像時(shí)間較長(zhǎng)的問(wèn)題，針對(duì)不足的問(wèn)題，設(shè)計(jì)搭建了新的成像系統(tǒng)。2.2 熒光成像系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)為了更有效的展開(kāi)光學(xué)成像方法和重建算法的研究，針對(duì)成像實(shí)驗(yàn)的需求，搭建了熒光成像系統(tǒng)，為了滿足不同模式的成像需求，本系統(tǒng)擁有兩種激發(fā)模式，分別是點(diǎn)光源透射激發(fā)和面光源反射激發(fā)，同時(shí)能夠完成生物自發(fā)光成像。根據(jù)成像系統(tǒng)的組成，把成像系統(tǒng)分為兩大部分，分別是硬件系統(tǒng)部分（激發(fā)模塊、控制模塊、采集模塊）和軟件部分（數(shù)據(jù)處理模塊）。系統(tǒng)的組成如圖 2.1 所示：


本文編號(hào)：3124501