生物發(fā)光成像技術(shù)中三大生物發(fā)光體系的應(yīng)用適配性介紹
瀏覽次數(shù):68 發(fā)布日期:2025-5-15
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生物發(fā)光成像(BLI)技術(shù)在疾病模型研究中具有重要價(jià)值,但其性能高度依賴于酶-底物體系的特性。本文基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)比 FLuc/D-熒光素鉀鹽體系、AkaLuc/Akalumine鹽酸鹽體系、 NanoLuc/HFFz 體系這三種體系的表層、深層組織穿透性及病灶定位能力,為不同實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景提供選型依據(jù)。
體外靈敏度與檢測(cè)極限
在體外梯度稀釋實(shí)驗(yàn)中, NanoLuc/HFFz 體系在 10 個(gè)細(xì)胞時(shí)仍可檢測(cè)到穩(wěn)定信號(hào),而 FLuc/D-熒光素鉀鹽體系、AkaLuc/Akalumine 鹽酸鹽體系在此條件下信號(hào)均低于檢測(cè)閾值。
FLuc/D-熒光素鉀鹽體系:
傳統(tǒng)高負(fù)荷檢測(cè)
適用場(chǎng)景:體外大規(guī)模細(xì)胞實(shí)驗(yàn)(如藥物篩選、腫瘤球生長(zhǎng)監(jiān)測(cè))短期淺表組織成像(如皮下移植瘤體積追蹤)。
AkaLuc/Akalumine鹽酸鹽體系:
穿透性增強(qiáng)的中等靈敏度系統(tǒng)
核心價(jià)值:改良底物結(jié)構(gòu)提升組織穿透性,適用于中深層組織動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)(如肌肉內(nèi)炎癥模型、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移)。
NanoLuc/HFFz體系:
單細(xì)胞級(jí)檢測(cè)的革命性突破
技術(shù)優(yōu)勢(shì):支持極低細(xì)胞量研究(如循環(huán)腫瘤細(xì)胞捕獲、早期微轉(zhuǎn)移灶定位),低底物負(fù)荷減少代謝毒性,適合長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)(如慢性疾病模型)。


FLuc/D-熒光素鉀鹽體系、 AkaLuc/Akalumine鹽酸鹽體系、 NanoLuc/HFFz體系在細(xì)胞水平上的發(fā)光檢測(cè)圖
圖使用博鷺騰 Aniview 全光譜動(dòng)物活體成像系統(tǒng)拍攝
在體內(nèi)不同位置比較實(shí)驗(yàn)
● FLuc/D-熒光素鉀鹽體系
受限于組織穿透力,僅推薦用于淺表或高細(xì)胞密度區(qū)域(如皮下腫瘤短期監(jiān)測(cè))。
● AkaLuc/Akalumine 鹽酸鹽體系
在表層及深層組織(如大腦、肺部)中信號(hào)最強(qiáng),其底物分子量小、脂溶性高的特性可能優(yōu)化了血腦屏障穿透。憑借其穿透性優(yōu)勢(shì)適合急性期監(jiān)測(cè),可快速捕捉病灶(如腦轉(zhuǎn)移瘤短期治療響應(yīng))。
● NanoLuc/HFFz 體系
雖然信號(hào)強(qiáng)度比 AkaLuc/Akalumine 鹽酸鹽體系的低,但以極低濃度實(shí)現(xiàn)有效檢測(cè),并且也能夠進(jìn)行血腦屏障穿透,其以低毒性實(shí)現(xiàn)持續(xù)信號(hào),在長(zhǎng)期毒性敏感實(shí)驗(yàn)(如腦轉(zhuǎn)移慢性模型)中更具安全性優(yōu)勢(shì)。
FLuc/D-熒光素鉀鹽體系、 AkaLuc/Akalumine鹽酸鹽體系、 NanoLuc/HFFz體系在體內(nèi)發(fā)光檢測(cè)圖
圖使用博鷺騰 Aniview 全光譜動(dòng)物活體成像系統(tǒng)拍攝
HFFz 發(fā)光底物體外極限細(xì)胞數(shù)量信號(hào)對(duì)比
B16F10-NanoLuc細(xì)胞-HFFz底物發(fā)光檢測(cè)圖
圖使用博鷺騰 Aniview 全光譜動(dòng)物活體成像系統(tǒng)拍攝
B16F10-NanoLuc細(xì)胞-HFFz底物發(fā)光檢測(cè)統(tǒng)計(jì)圖(每個(gè)數(shù)據(jù)均進(jìn)行三個(gè)重復(fù))
成本-效益比
本實(shí)驗(yàn)中 FLuc/D-熒光素鉀鹽體系試劑成本最低,但靈敏度局限;NanoLuc/HFFz 體系單次檢測(cè)成本高于 AkaLuc/Akalumine 鹽酸鹽體系,但超微檢測(cè)需求可減少實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用量。
多層次技術(shù)矩陣
FLuc/D-熒光素鉀鹽體系、 AkaLuc/Akalumine 鹽酸鹽體系、 NanoLuc/HFFz 體系形成多層次技術(shù)矩陣:
FLuc/D-熒光素鉀鹽體系憑借成本與穩(wěn)定性,仍是高通量篩選的“基礎(chǔ)支柱”;
AkaLuc/Akalumine 鹽酸鹽體系填補(bǔ)深層組織實(shí)時(shí)成像空白,成為急性期研究的“透視眼”;
NanoLuc/HFFz 體系突破靈敏度極限,為精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)提供單細(xì)胞級(jí)“顯微鏡”。
研究者需根據(jù)目標(biāo)組織的解剖特性、檢測(cè)持續(xù)性和毒性耐受閾值進(jìn)行準(zhǔn)確匹配,必要時(shí)通過(guò)多體系聯(lián)用實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的最優(yōu)化。
例如用 AkaLuc/Akalumine 鹽酸鹽體系定位轉(zhuǎn)移灶后,切換 NanoLuc/HFFz 體系進(jìn)行長(zhǎng)期微殘留監(jiān)測(cè),實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的精細(xì)化升級(jí)。
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