做对了实验，却错在单位上？小动物活体成像4个单位一次讲清

一句话速览

P/S：指每秒收集到的总光子数。适合用来回答“总体有多少”，但记得要用同样大小的ROI才能比。

辐亮度（P/S·cm-2·sr-1）：可以理解成“单位面积有多亮”。适合做像素级或单位面积的比较，对距离不算太敏感，不过会受离焦和遮挡影响。

荧光效率（[P/S·cm-2·sr-1]/[µW·cm-2]）：发光强度/照在样品上的光强。只在荧光实验里用，尤其适合做跨天、跨动物的对比。

是什么：就是相机把明暗程度转成的数字。

看什么：主要用来确认有没有信号、调对焦和取景。

怎么比：别拿它做统计，不同曝光/增益下无法横向比较。

常见误区：直接用灰度值来量化，甚至还横向比。

P/S（photons per second，光子总通量）

是什么：选中的ROI里，每秒收集到的总光子数。

看什么：整体信号有多少。比如生物发光看“总负荷/总细胞量”，荧光看“总体强度”。

怎么比：一定要先把ROI的大小和位置固定，再做组间或纵向比较。

常见误区：ROI 变大，P/S自然变大，不同大小的ROI拿来直接比会严重误导。

P/S·cm-2·sr-1（Radiance，辐亮度）

是什么：单位面积、单位立体角的亮度，可以理解成“每块有多亮”。

看什么：信号分布、热点在哪、单位面积的差异（像素级热图）。

怎么比：同样的成像参数下，可以跨动物、跨天对比。但要小心离焦和饱和。

常见误区：以为辐亮度跟距离完全无关，其实还会受散射、吸收、离焦、遮挡的影响。很多异常波动往往是成像条件不同。

[P/S·cm-2·sr-1]/[µW·cm-2]（Radiant Efficiency，“荧光效率”）

是什么：发射辐亮度除以打在样品上的光强，可以理解成把“打光不均”校正掉。

看什么：最适合做跨动物、跨天、跨位置的公平比较。

怎么比：在同一滤片和相机参数下最靠谱，对高度差、中心/边缘差也更不敏感。

常见误区：误用在生物发光，因为没有外部激发，分母是零；另外，相机一旦饱和，这个数值就没意义了。

选择建议

例：新荧光探针第一次上机，先看看有没有荧光、要不要延长曝光；生物发光第一次加底物，也只是确认灯亮没亮。

要做报告、统计或画生长曲线：选P/S（总通量）。

例：皮下接种Luc细胞后，连续7天追踪“肿瘤总负荷”；或者在败血症模型里，比较三组小鼠的“全身菌量变化”。

生物发光的实验原理与流程

图源生物器材网https://www.bio-equip.com/showarticle453137025.html

生物发光里想看分布/热点：用辐亮度（P/S·cm⁻²·sr⁻¹）。

例：同一只动物里，区分原发灶和肺转移灶哪个更活跃；或者在同一张图里比较肝、脾局部亮点。

荧光实验里只看单张图的空间分布和边界：同样用辐亮度。

例：用ICG看器官纹理；肿瘤手术导航时观察边界清不清楚；或者给药 30分钟后，看肿瘤内外分布是不是均一。

荧光实验里要做跨天/跨动物/不同高度的公平比较：选荧光效率。

例：三组小鼠静脉注射相同剂量的近红外纳米探针，24小时后比较肿瘤摄取的强弱；哪怕不同批次动物高度不一，或者成像位置在视野中心/边缘，这个指标都更稳。