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案例研究  /  UVP
UVP

案例研究4:
使用螢光顯微鏡進行非侵入性的體內成像

UVP 的體內螢光成像技術,對癌症研究、心臟疾病和基因療法具有重要影響

UVP

UVP 是居於領先地位的螢光及冷光型生物成像系統製造商及開發商,適用於臨床前市場的基因體、蛋白質體及體內應用。UVP iBox 系列體內小型動物成像系統的最新產品為 iBox® Explorer™ 成像顯微鏡,結合 AntiCancer 專有的螢光蛋白質小型動物成像技術,以及 UVP 創新的世界級成像系統。UVP 及愛特蒙特光學合作開發系統層級規格,實現所需的系統強化成果,協助研究人員具體呈現及擷取以多光譜螢光標示的細胞。其中所需的特定光學元件,是由愛特蒙特光學供應。

小型動物的體內螢光成像,對藥物探索、確認藥物標靶,以及生物分佈、標靶結合、臨床效應及候選藥物之毒性等研究領域具有重要影響。體內研究包括癌症研究、心臟疾病、基因療法,以及使用螢光標記細胞進行腫瘤偵測。即時的非侵入性成像功能,可加速腫瘤、心臟血管和代謝疾病的基本與預臨床研究。主要客戶包括預臨床生醫研究分子診斷成像實驗室、癌症研究中心、診斷病理學實驗室,以及腫瘤藥物開發研究中心。

體內成像可協助研究人員檢視分子層級的生物程序。UVP 新型的 iBox® Explorer™ 螢光成像顯微鏡適合體內分析使用,能夠具體呈現完整器官及個別細胞,非常適合用於研究轉移性癌症,而其高分辨率及低光敏感度,則可偵測動物體內深處的螢光標記。其中使用強大光源 (紫外線至近紅外線) 發出強烈的寬頻照明,搭配快速曝光的高敏感度 CCD 相機,以及最佳化的濾光片組,滿足嚴苛的應用效能要求。大直徑光學裝置搭配大型光圈,提供最佳的採光效果,可確保在整體動物到細胞的分辨率範圍之中,都具備長工作距離及寬廣視野。  

Achromatic lenses from EO were used to correct for chromatic aberration, improving system resolution
圖1: EO 消色差透鏡用於修正色像差,提升系統分辨率

產品開發挑戰

  • UVP 產品開發團隊的目標是提升 iBOX® 顯微鏡效能,同時壓低成本,並選擇使用標準目錄光學產品。
  • EO 工程師使用各種消色差透鏡及單透鏡建構及修改多種原型,打造多元件物鏡及成像鏡筒,可混搭使用提供 7 種不同放大倍率,並向 UVP 提供效能測試影像。完成重新設計及測試作業,進一步提升分辨率,實現更出色的對比度、擴展視野及增加放大倍率範圍。
  • EO 向 UVP 提供可運作的原型及後續支援和說明,協助瞭解如何計算主要及系統放大倍率。
Cellular trafficking of cancer cells within the vasculature of a mouse, which was imaged using UVP’s iBox<sup>®</sup> Explorer™ In Vivo imager. The imager uses off-the- shelf achromatic lenses and other single lenses and filters to form multi-element objectives and tube lenses that can be mixed and matched to provide seven different magnifications. Filter combinations were optimized to ensure good signal-to-noise ratio for each color channel. GFP tagged nucleus of the Human HT-1080 fibrosarcoma cell can be seen migrating downstream from the injection site, passing the bifurcation of a distal vein (down and to the right of center).
圖2: 小鼠脈管系統內部癌症細胞的細胞運輸途徑,以 UVP iBox® Explorer™ 體內成像裝置進行成像。影像裝置使用現貨消色差透鏡及其他單透鏡與濾光片,打造多元件物鏡及成像鏡筒,可混搭使用提供七種不同放大倍率。濾光片組合經過最佳化處理,確保每個色彩通道都具備良好的訊噪比。其中可看見以 GFP 標記的人類 HT-1080 纖維肉瘤細胞核,從注射處往下游移動,通過遠端靜脈分叉 (往下至中心右側)。
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