不知道大家在做活体成像时有没有这个疑问，应该选择荧光素还是绿色荧光蛋白来检测体内发光呢？🤔
就穿透性而言，荧光素酶（Luciferase）产生的偏红光比绿色荧光蛋白的绿光在体内的穿透性强近 100 倍。此外，荧光蛋白需要激发光来产生反射光，而老鼠的皮毛、皮肤都会产生非特异性荧光，使得信噪比降低。
因此，对于体内检测来说，使用荧光素酶得到的图像更清晰，信噪比更高。其中，D-荧光素（D-Luciferin）作为荧光素酶的常用底物，在多个领域均有广泛应用，如新药筛选、基因表达调控、植物蛋白互作。
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通过在生物荧光成像这个模式系统中注射 D-荧光素可以用来实时非侵入性监测疾病的进程或药物效率，还可以做细胞实验且无需裂解液，可用于植物成像、干细胞示踪的活体成像。
此外如果想要更进一步了解活体成像，可收好以下秘籍：
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生物发光 or 荧光如何选择
活体发光成像技术主要是利用生物发光（bioluminescence）与荧光（fluorescence）两种技术。从定义上看，荧光技术是荧光染料、探针、蛋白（GFP、YFP 等）受一定波长的光激发后，在极短时间内会发射出波长大于激发波长的光，这种光称为荧光。而生物发光则是依靠酶促反应产生自发光信号，是化学能转化为光能，无需激发光，背景更低，灵敏度更高没有背景光源干扰，因此生物发光更加适合作为活体成像分析手段。而当进行离体组织器官观察时，则可使用荧光成像。
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从发现到应用，生物发光产品的进化史
自然界中存在着数千中发光的生物，比如发光的蘑菇、发光的海洋生物、发光的昆虫等，如我们最熟悉的萤火虫、水母。
17 世纪，爱尔兰化学家、物理学家和自然哲学家 Robert Boyle 发现了能够产生微光的腐烂木材，这是关于生物发光现象的第一份文献记载的报道。
20 世纪 40 年代，约翰霍普金斯大学年轻的生物化学教授 William McElroy 发现 ATP 是生物发光的能量来源。
20 世纪 70 年代中期，乔治亚大学的米尔顿·J·寇米耶及普林斯顿大学的下村修和弗兰克·约翰逊独立的发现了海肾荧光素酶（Renilla reniformis），在氧气存在的条件下，可以催化腔肠素（Coelenterazine）氧化成 Coelenteramide，反应过程无需 ATP 和镁离子参与。在 Coelenterazine 氧化的过程中，会发出波长为 480 nm 左右的生物荧光（bioluminescence）。
20 世纪 90 年代，人们认为萤火虫荧光素酶具备的生物发光特性、极高的灵敏度和快速简单的检测流程等特点，可能会对分子生物学家的研究产生重要的影响。
2012 迎来革新性的荧光素酶 Nano luciferase（简写NanoLuc） 的诞生，并成为当年 The Scientist 杂志评选的全球十大创新技术，NanoLuc 只有 19kD，是目前世界上最亮的荧光素酶。
从 17 世纪年到 21 世纪，从生物发光现象被开始报道，科学家们对生物发光现象的研究就没有停止过，生物发光产品的一直在更新。
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不同荧光素酶如何挑选？
随着时代发展，生物发光产品也在不断更迭，对于不同的实验需求，我们又该如何选择呢？目前市面上主要有 3 种的荧光素酶产品：萤火虫荧光素酶（Firefly）、海肾荧光素酶（Renilla）及 NanoLuc 荧光素酶。以下罗列了不同荧光素酶的特性及应用范围。
通过对比可以看出 NanoLuc 荧光素酶拥有分子量小、非 ATP 依赖型等特点，其与底物结合后可产生高强度辉光型发光信号。其分子量仅为 19.1 kDa，远小于萤火虫（Photinus pyralis）和海肾（Renilla reniformis）荧光素酶的分子量。而且NanoLuc 荧光素酶所产生的发光信号强度约是萤火虫和海肾荧光素酶 100 倍。
都知道酶促反应需要酶和底物，那么荧光素酶 NanoLuc 的反应底物是什么呢？它是一种名为 Furimazine 的新腔肠素类似物。作为一种咪唑并吡嗪酮类的发光底物，Furimazine 在活细胞成像中的应用时几乎不会对融合伴侣功能产生干扰、曝光时间仅需几秒钟、信号可持续几小时至几天。此外，Furimazine 在小动物活体成像中的应用时会有更明亮的体内信号、更低的毒性、更适合深部的器官等特点。
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内容策划：沈佳钰
内容审核：钟可可
题图来源：自己做的
