小动物活体成像概述
1.荧光发光成像荧光成像的标记对象较为广泛，可以是动物、细胞、微生物、基因，也可以是抗体、药物、纳米材料等。常用的有绿色荧光蛋白( GFP)、红色荧光蛋白( DsRed)及其它荧光报告基团，标记方法与体外荧光成像相似，荧光成像具有费用低廉和操作简单等优点。同生物发光在动物体内的穿透性相似，红光的穿透性在体内比蓝绿光的穿透性效率高，近红外荧光为成像观察的最佳选择。
虽然荧光信号远远强于生物发光，但非特异性荧光产生的背景噪音使其信噪比远远低于生物发光。虽然许多公司采用不同的技术分离背景光，但是受到荧光特性的限制，很难完全消除背景噪音。这些背景噪音造成荧光成像的灵敏度较低。尽管目前大部分高水平的文章还是应用生物发光的方法来研究活体动物体内成像。但是，荧光成像有其方便，直观，标记靶点多样和易于被大多数研究人员接受的优点，在一些植物分子生物学研究和观察小分子体内代谢方面也得到应用。对于不同的研究，可根据两者的特点以及实验要求，选择合适的方法。例如利用绿色荧光蛋白和荧光素酶对细胞或动物进行双重标记，用成熟的荧光成像技术进行体外检测，进行分子生物学和细胞生物学研究，然后利用生物发光技术进行动物体内检测，进行活体动物体内研究。
荧光发光是通过激发光激发荧光基团到达高能量状态，而后产生发射光。考虑到不同荧光物质的发射光谱EX（excitation spectrum）和激发光谱EM（emission 8pectrum）的不同，要选择对应的激发和发射滤片。常用荧光蛋白和荧光染料的激发和发射波长见表1。
表1常用荧光蛋白和荧光染料的激发和发射波长
2.生物发光成像
活体生物荧光成像技术是指在小的哺乳动物体内利用报告基因-荧光素酶基因表达所产生的荧光素酶蛋白与其小分子底物荧光素在氧、Mg2+离子存在的条件下消耗ATP发生氧化反应，将部分化学能转变为可见光能释放。然后在体外利用敏感的CCD设备形成图像。荧光素酶基因可以被插入多种基因的启动子，成为某种基因的报告基因，通过监测报告基因从而实现对目标基因的监测。
生物荧光实质是一种化学荧光，萤火虫荧光素酶在氧化其特有底物荧光素的过程中可以释放波长广泛的可见光光子，其平均波长为560 nm(460—630 nm)，这其中包括重要的波长超过600 nm的红光成分。在哺乳动物体内血红蛋白是吸收可见光的主要成分，能吸收中蓝绿光波段的大部分可见光；水和脂质主要吸收红外线，但其均对波长为590—800 nm的红光至近红外线吸收能力较差，因此波长超过600 nm的红光虽然有部分散射消耗但大部分可以穿透哺乳动物组织被高灵敏的CCD检测到。
生物发光成像的优点可以非侵入性，实时连续动态监测体内的各种生物学过程，从而可以减少实验动物数量，及降低个体间差异的影响；由于背景噪声低，所以具有较高的敏感性；不需要外源性激发光，避免对体内正常细胞造成损伤，有利于长期观察；此外还有无放射性等其他优点。
然而生物发光也有自身的不足之处：例如波长依赖性的组织穿透能力，光在哺乳动物组织内传播时会被散射和吸收，光子遇到细胞膜和细胞质时会发生折射，而且不同类型的细胞和组织吸收光子的特性也不尽相同，其中血红蛋白是吸收光子的主要物质；由于是在体外检测体内发出的信号，因而受到体内发光源位置及深度影响；另外还需要外源性提供各种荧光素酶的底物，且底物在体内的分布与药动力学也会影响信号的产生；由于荧光素酶催化的生化反应需要氧气、镁离子及ATP等物质的参与，受到体内环境状态的影响。
分子成像的优点分子成像和传统的体外成像或细胞培养相比有着显著优点。首先，分子成像能够反映细胞或基因表达的空间和时间分布，从而了解活体动物体内的相关生物学过程、特异性基因功能和相互作用。第二，由于可以对同一个研究个体进行长时间反复跟踪成像，既可以提高数据的可比性，避免个体差异对试验结果的可影响，又不需要杀死模式动物，节省了大笔科研费用。第三，尤其在药物开发方面，分子成像更是具有划时代的意义。根据目前的统计结果，由于进入临床研究的药物中大部分因为安全问题而终止，导致了在临床研究中大量的资金浪费，而分子成像技术的问世，为解决这一难题提供了广阔的空间，将使药物在临床前研究中通过利用分子成像的方法，获得更详细的分子或基因述水平的数据，这是用传统的方法无法了解的领域，所以分子成像将对新药研究的模式带来革命性变革。其次，在转基因动物、动物基因打靶或制药研究过程中，分子成像能对动物的性状进行跟踪检测，对表型进行直接观测和（定量）分析；
小动物活体成像
1.制作动物模型可根据实验需要通过尾静脉注射、皮下移植、原位移植等方法接种已标记的细胞或组织。在建模时应认真考虑实验目的和选择荧光标记，如标记荧光波长短，则穿透效率不高，建模时不宜接种深部脏器和观察体内转移，但可以观察皮下瘤和解剖后脏器直接成像。深部脏器和体内转移的观察大多选用荧光素酶标记。
2.活体成像
小鼠经过常规麻醉（气麻、针麻皆可）后放入成像暗箱平台，软件控制平台的升降到一个合适的视野，自动开启照明灯（明场）拍摄第一次背景图。下一步，自动关闭照明灯，在没有外界光源的条件下（暗场）拍摄由小鼠体内发出的特异光子。明场与暗场的背景图叠加后可以直观的显示动物体内特异光子的部位和强度，完成成像操作。值得注意的是荧光成像应选择合适的激发和发射滤片，生物发光则需要成像前体内注射底物激发发光。
3.数据处理小动物活体成像图像处理软件除了提供含有光子强度标尺的成像图片外，还能计算分析发光面积、总光子数、光子强度的相关参数供实验者参考。
4.实验影响因素原则上，如预实验时拍摄出图片非特异性杂点多，需降低曝光时间；反之，如信号过弱可适当延长曝光时间。但曝光时间的延长，不仅增加了目的信号，对于背景噪音也存在一个放大效应。同一批实验应保持一致的曝光时间，同时还应保持标本相对位置和形态的一致，从而减少实验误差。
进行荧光成像时，实验者可选择背景荧光低不容易反光的黑纸放在动物标本身下，减少金属载物台的反射干扰。动物体内很多物质在受到激发光激发后，会发出荧光，产生的非特异性荧光会影响到检测灵敏度。背景荧光主要是来源于皮毛和血液的自发荧光，皮毛中的黑色素是皮毛中主要的自发荧光源，其发光光线波长峰值在500一520 nm左右，在利用绿色荧光作为成像对象时，影响最为严重，产生的非特异性荧光会影响到检测灵敏度和特异性。动物尿液或其他杂质如没有及时清除，成像中也会出现非特异性信号。
由于各厂商的图像分析软件不同，实验数据分析方法也有区别。活体成像系统使用时，实验者考虑到非特异性杂信号，以及成像图片美观等方面，可能会调节信号的阈值，因此在分析信号光子数或信号面积时，应考虑阈值的改变对实验结果的影响。正确选择ROI区域，可提高分析实验数据的准确性。
分类
分子成像技术主要分为光学成像、核素成像、磁共振成像和超声成像、CT成像五大类。
展望
小动物活体成像技术具有灵敏度高、直观、操作简单、能同时观测多个实验标本，相比PET、SPECT无放射损害等优点，但也有其自身的缺陷，例如动物组织对光子吸收、空间分辨率较低等问题，因而仍需不断地完善和改进。小动物活体成像按成像性质属于功能成像，如何能更好地与结构成像技术（microCT、超声等）相结合，使实验结果不但能够定量，而且还能精确定位，这是活体成像技术今后的发展方向之一。
故事回忆
还记得大学有一年做实验，老师要求我们每组解剖一只兔子用来看哺乳动物内脏结构。
我们那一组分到一只通体灰色的黑眼睛兔子（很多人都会害怕红眼睛的动物）。
我们连续往它耳静脉注射6次空气，它还是安然无恙...别组的白兔子打了一针空气就抽搐断气了。
我们问老师可以不杀它么，这是天意，换来的是老师拿来了麻醉药。
老师亲自给这只兔子打了大剂量的安眠药，我们一组同学都哭了，一边抽泣一边完成了解剖实验。
这只顽强的兔子背后站立着一群为医学付出鲜活生命的实验动物。
我们不能阻止科学的进步，但是我们能够选择在它们有限的生命里让它们过的更好更快乐
；让它们结束实验，物尽其值后能够回归家庭，被温柔善待。
领养代替买卖。
没有买卖就没有杀害。
我们能为它们做的，也就这么多了。
文| Sophia
设计| Daisy
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在2017年4月24日，西安，医学部师生第一次向“动物慰灵碑”献上金黄色的菊花鞠躬行礼。
当日是世界实验动物日，西安交通大学医学部600多名师生聚集在实验动物大楼花坛中央的“动物慰灵碑”前举行实验动物祭仪式，大学生们鞠躬行礼，祭献菊花，表达人们对实验动物的感恩和敬意。
据了解，目前有七种实验动物对人类做出了巨大的贡献，为了避免把不确定的风险加之于广大的人类身上，只能牺牲实验动物来增加人类的安全性。
猴子：由于与人类非常相似，猴子成为动物实验中最常见的非人类灵长类动物，多用于研究药物与生物制品。此外药物安全性评价与食品安全检测也会出现它们的身影。我国使用的多为猕猴与食蟹猴。
黑猩猩：由于智商较高，这种灵长类动物被广泛用于心理学研究。在艾滋病研究领域，它们的价值也不可估量。美国甚至选择黑猩猩充当他们的动物宇航员，1961年1月31日，在经过一年半的培训之后，黑猩猩“哈姆”乘坐太空舱在亚轨道飞行16分零39秒。
啮齿动物：鼠类因与人类基因相似度在70%以上，每10只实验动物中就有大约9只是小老鼠或者大老鼠，小老鼠最适于进行人类遗传病的研究，大老鼠则适于癌症研究和进行毒物学实验。
兔子：白化兔子长期以来被用于眼刺激测试，也就是声名狼藉的德瑞兹试验，以确保化妆品和私人产品的安全性。之所以在兔子身上进行实验是因为它们的眼泪比其他哺乳动物少。
狗：狗因为与人类的“兼容性”被选作实验动物，用于进行心脏病学、内分泌学和骨关节炎研究。冷战期间，苏联曾让近60只狗在漫长而艰难的载人太空飞行道路上扮演“探路者”角色。
果蝇：果蝇寿命较短，科学家能够在很短的时间内观察遗传特征如何在很多代身上继承。非洲爪蛙：每年作为实验室动物的使用数量高达数万只，主要被用于DNA研究。
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肥胖大鼠与同龄的大鼠在玩耍。住"万元房"喝"超纯水"我省立法提高实验动物待遇浙江在线01月11日讯据《今日早报》报道昨天下午，省人民医院动物实验室，沈医生拿出一只小白鼠，从其尾部抽血。之前，他们已经对不同的小白鼠，喂了不同剂量的心血管药物，现在要通过血液分析医疗效果。任何一项医学奇迹的背后，都有一批人类的替身——实验动物，替我们去接受实验。来自省科技厅的数据，目前我省在实验动物中涉及的小鼠、大鼠、兔、毕格犬等年生产使用量近50万只。每年50万只的实验动物们，对人类来说可谓劳苦功高。日前，我省专门立法通过了《浙江省实验动物管理办法》，提高它们的“福利”待遇。