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前言 

CT属于解剖学成像。目前的小动物CT（微型CT）系统大多数采用高分辨大矩阵平板探测器和微焦点X射线机的CBCT三维重建技术，能够在短时间内实现小型啮齿动物（小鼠或大鼠）活体状态下的结构成像。同时，部分小动物CT系统采用了小焦点X光机，也能进行离体动物组织、生物材料等样品的无损三维检测，这种系统称为离活一体的微型CT。 

优势：小动物CT设备在小动物骨、肺部组织检查、脂肪分析等方面具有独特的优势。对于骨的研究（离体实验），如果在小梁水平上分析，一般要求空间分辨率较高，通常在15μm以内；活体小动物的肺部组织检查和脂肪研究时（活体实验），空间分辨率在50~100μm即可。

不足：血管、内脏等软组织成像需要借助造影剂增强对比观察。

(特例：肺部和脂肪研究时，不需要借助造影剂）

今天小编就和大家分享两个不需要借助造影剂的小动物活体内脏组织的实验案例。  

案例一、活体糖尿病小鼠

肥胖一直被认为对骨骼发育有保护作用，但是近年来研究发现肥胖会影响骨骼的代谢和发育，肥胖者发生骨折、骨质疏松等骨骼疾病的风险明显增加。研究表明，肥胖并非简单与BMI相联系，主要与腹内脂肪量密切相关，内脏脂肪定量还可作为肥胖并发症的独立危险因素。因而，脂肪组织定量测定是研究肥胖的重要组成部分。相比于体围、腰/臀围比、腰/股围比等间接评估机体脂肪分布的方式，小动物CT具有分辨率高、定位定量准确、可重复性高、安全方便等优点，可用于评估皮下脂肪和内脏脂肪。

案例二、活体小鼠肺损伤模型

小动物CT在肺部组织检查等方面具有独特的优势，无论是活体还是离体扫描都有非常良好的表现。活体扫描还可以实现连续动态的观测，不仅可以验证造模成功与否，也可以长期连续的观察来实现药物有效性评估等。

前言 

造影剂是一种为增强影像观察效果而注入(注射、服用或浸泡)到生物体组织或器官的化学制品，为获得CT更高的成像需求应运而生。这些制品的密度高于（阳性造影剂）或低于（阴性造影剂）周围组织，形成的对比可用于CT显示图像。 

本文介绍的案例海参、海肠和蛤蜊这类无脊椎海洋生物。可以从以下的对比图片中看出在造影处理后的样品内部结构更加清晰，对比度更强。

结尾：

显微CT系统成像精度高、扫描速度快,在活体小动物骨结构、脏器组织、心血管系统和肿瘤模型成像上发挥着重要的作用,是基础医学研究的主要成像手段。随着技术的发展，显微CT活体小动物已能实现较高空间分辨率的成像，可观测细胞尺度下的精细结构(如小鼠骨小梁等)。但由于受X线剂量、噪声、探测器响应时间和运动伪影等多重因素的影响，显微CT在脏器、血管和肿瘤等小动物软组织成像中，存在着密度分辨率和时间分辨率不高的问题，限制了显微CT在研究中的广泛应用。为发挥显微CT的成像优势，需要对活体小动物组织和脏器的成像方法进行深入研究，在扫描参数、造影方式、门控技术及重建算法等方面进行优化，可提高其密度分辨率和时间分辨率。

在一些生物光学成像中，为了使特定器官或组织形成能够分辨的图像，往往会使用造影剂（Contrast Agent）。然而一般的造影剂在病灶部位聚集相对较少，反而在网状内皮系统（Reticuloendothelial System，RES，如肝脏、脾等）大量聚集，使成像存在较高的背景噪音，成像效果大打折扣甚至会影响诊断的结果。通过纳米粒子的高渗透长滞留效应（Enhanced Permeability and Retention，EPR）和体内组装虽然能够一定程度上提升造影剂在肿瘤、炎症部位的聚集，但网状内皮系统中的浓度仍然较高。

  在此背景下，Zhao等人创新性地使用镧系元素上转移纳米粒子与近红外二区（NIR-II）纳米探针两者在体内的可控组装与分解，在提高信噪比的同时，延长了其在肿瘤部位的滞留时间。为手术的实时成像提供更为清晰、可靠的方案。    该造影剂由两部分组成：1、β-环糊精（β-CD）修饰的下转移纳米探针（DCNP@β-CD），能够在808 nm的近红外激发光照射下，产生1060 nm的近红外二区（NIR-II）荧光，进行生物成像；2、偶氮苯修饰的镧系上转移纳米粒子（UCNP@Azo），能够在980 nm的近红外激发光照射下，产生365 nm的紫外发射光，使得修饰的偶氮苯发生异构化，由较为稳定的反式（trans-isomer）转变为能量较高的顺式（cis-isomer）。当UCNP@Azo 以反式存在时，能够与DCNP@β-CD组装，形成平均粒径达485 nm的纳米簇；而当UCNP@Azo 以顺式存在时，无法与DCNP@β-CD形成稳定结合，荧光强度大大降低。
  

图1：UCNP@Azo与DCNP@β-CD的组装（左）与分解（右）示意图

 在实际使用过程中，作者发现相对于将UCNP@Azo与DCNP@β-CD同时注射，先注射UCNP@Azo，过一段时间后再注射DCNP@β-CD得到的荧光强度更高。做系统性对比后得出结论，间隔时间为10 h时，荧光强度达到ZD。
 

同时，可以对作为背景的器官以980 nm的红外光进行照射，降低该器官内的荧光强度，从而提高信噪比。在文章中，作者也对何时照射980 nm近红外光进行了考察。以注射第二种制剂（DCNP@β-CD）为时间原点，在固定两种制剂的注射间隔为10 h后，分别在不同时间点，甚至多个时间点和注射间隔期内进行980 nm的红外光照射，发现在注射DY剂（UCNP@Azo）后9 h时进行照射，将大幅度提高信噪比。

图3：UCNP@Azo与DCNP@β-CD实际操作方式：注射UCNP@Azo、注射DCNP@β-CD并用980 nm近红外光对作为背景的器官或组织进行照射、用808 nm近红外光成像

图4：以注射第二种制剂（DCNP@β-CD）为时间原点，在固定两种制剂的注射间隔为10 h后，于不同时间点进行980 nm近红外光照射得到的背景强度对比

  在文章的ZH，作者也描述了两种成分的组合将延长在机体内的滞留时间，使得能够进行手术的高信噪比窗口达到了6 h。这无疑为手术成像提供了更多潜力，相信在不久的将来，这项技术能够用于增强生物成像、ZL或其他需要在肿瘤部位聚集大量造影剂的应用领域。  参考文献：[1] Zhao M, Li B, Wang P, et al. Supramolecularly Engineered NIR‐II and Upconversion Nanoparticles In Vivo Assembly and Disassembly to Improve Bioimaging[J]. Advanced Materials, 2018, 30(52):1804982.  
  

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  点击以下链接，查看往期回顾
 近红外二区小动物活体成像 —— 呼吸速率监控

近红外二区小动物活体成像 —— 稀土纳米颗粒协助肿瘤切除手术

前言

肿瘤学是小动物PET/CT分子影像技术的应用热点之一，主要在评估肿瘤模型的建立、进行肿瘤模型筛选、肿瘤检测及药效评价方面发挥着重要作用。除了在肿瘤方面的应用外，PET还在大鼠的肠道方面有重要应用。

 案例一、小鼠肺部肿瘤

本案例选用的是20g肺部肿瘤小鼠，尾静脉注射FDG260μci,代谢60分钟，采集10分钟。从图像中看出左侧肺部有一明显肿瘤区域。

案例二、FDG在大鼠肠道的显像

盐酸二甲双胍是一线降糖药，本类药物不刺激胰岛β细胞，对正常人几乎无作用，而对2型糖尿病人降血糖作用明显。它不影响胰岛素分泌，主要通过促进外周组织摄取葡萄糖、控制葡萄糖异生、降低肝糖原输出、延迟葡萄糖在肠道吸收，由此达到降低血糖的作用。

本案例使用的是238g糖尿病大鼠，在使用了二甲双胍药物后，尾静脉注射FDG270μCi，代谢半小时后扫描，采集10分钟。从图像可以看出，肠道内FDG聚集，推测二甲双胍可能刺激葡萄糖从血液循环到肠腔内空间的转移。

案例三：大鼠胃切除后的炎症反应

本案例选用的是251g大鼠，胃部切除手术后尾静脉注射FDG  370μci,代谢一个小时，采集十分钟。从图像可以看出胃部切除部分的边缘有更多的FDG摄取，提示炎症的发生。胃部切除的部分也可以通过软件自动计算切除部分的体积等。

结尾：小动物pet/ct是当今医药领域及生物工程方面的领先技术。通过对小型啮齿动物(小鼠或大鼠)进行活体状况下的功能及解剖成像，获得该动物身体功能成像、药物分布等情况，能对肿瘤、神经、心血管等疾病以及遗传基因研究及药物临床前筛选等提供先进的技术支持。

      厂界无组织排放恶臭监测需要一套针对整个工业园区的恶臭、异味进行及时监测，超标及时作出报警以及通过检测分析寻找溯源的整套恶臭气体监测系统，更好的有效配合工业园区及时进行恶臭污染状况的评估和监测，以及快速排查恶臭污染排放源头企业。

     监测设备主要采集环境空气中的恶臭气体、气象五参数等数据，并通过传输网络上传到园区监控，用户可以通过手机APP、电脑PC端以及大屏幕等监控显示平台，实时查看测数据、历史数据，以及曲线变化趋势等。

无组织排放源的采样点位
 
1、点位布设

     在进行无组织排放源恶臭监测采样时，应对风向和风速进行监测。应在下风向周界布设监测点位。一般情况下，点位设立在周界主导风向的下风向轴线及风向变化标准偏差±Sº范围内或在有臭气方位的边界线上，如图 1 所示。±S°的计算测量方法参考 HJ/T55，每分钟测量一次风向角度，连续测定10次，取其平均值并计算标准偏差范围值。
 
　　被测周界无条件设置监测点位时，可在周界内设置监测点位，原则上距离周界不超过10米。当排放源紧靠围墙(单位周界)，且风速小于 1.0m/s 时，在该处围墙外增设监测点。
 
　　当两个或两个以上无组织排放源的单位相毗邻时，应选择被测无组织排放源处于上风向时进行臭气浓度监测，其布点方法同前。
 
　　雨、雪天气下，因污染物会被吸收，影响监测数据的代表性，不宜进行恶臭无组织排放监测。
 
2、采样点数量
 
　　一般设置 3 个点位，根据风向变化情况可适当增加或减少监测点位。