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生物发光与化学发光成像传感器-无激发光源检测技术.docx

资料介绍

光学传感器中的生物发光与化学发光成像技术

一、引言

生物发光和化学发光成像技术利用生物或化学反应产生的光信号,在无外部激发光源的条件下实现高灵敏度的成像检测。生物发光成像利用荧光素酶催化荧光素氧化产生光信号,在活体成像和基因表达研究中具有独特优势。化学发光成像利用化学反应产生的光信号,在免疫分析和核酸检测中应用广泛。2026年,生物发光和化学发光成像技术在肿瘤研究、药物研发和传染病检测中取得了重要进展。

二、生物发光成像原理

荧光素酶-荧光素系统是最经典的生物发光体系。荧光素酶在ATPMg2+O2存在下催化荧光素氧化,产生黄绿色光(波长约560 nm)。海肾荧光素酶利用腔肠素作为底物,产生的蓝光(波长约480 nm)在组织穿透中具有优势。

多色生物发光利用不同种类的荧光素酶或工程化荧光素酶,产生不同颜色的发光信号,在同一实验中实现多靶标的同时成像。2026年,ACS Sensors报道的多色生物发光诊断工具箱,利用dCas9-gRNA复合物识别靶标DNA后重构分裂荧光素酶,产生不同颜色的发光信号,实现多重病原体检测。

三、生物发光传感器的应用

活体成像利用生物发光成像在活体动物中追踪肿瘤生长、转移和治疗反应,在肿瘤研究和药物评估中具有重要应用。基因表达研究利用荧光素酶报告基因,在活体细胞和动物中实时监测基因表达水平。

细胞追踪利用荧光素酶标记的细胞,在活体动物中追踪免疫细胞、干细胞的迁移和归巢。病原体检测利用生物发光传感器检测病原体的核酸或抗原,在传染病诊断中具有高灵敏度。


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