新的光片顯微鏡裝置可擴大視野并減少光損傷
由愛媛大學(xué)醫(yī)學(xué)研究生院的 Takashi Saito 領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組開發(fā)了一種 2 光子激發(fā)光片熒光顯微鏡，它 (1) 降低了光毒性，(2) 擴大了視野，(3) 提高了空間解析度。該顯微鏡用于觀察青鳉魚時，可以在不影響魚的生長(低光毒性)的情況下，以細胞級分辨率(高空間分辨率)觀察整個胚胎(擴展視野) )超過三天的胚胎發(fā)育。這一結(jié)果發(fā)表在科學(xué)期刊《自然通訊》(Springer Nature)上。
1. 背景
熒光顯微鏡廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)領(lǐng)域，以非侵入性的方式觀察細胞內(nèi)的分子。光片熒光顯微鏡可以以高采集速度和高空間分辨率記錄三維圖像。然而，在傳統(tǒng)的光片顯微鏡中，難以限制對活組織的光損傷，也難以同時實現(xiàn)寬視場和高(細胞級)空間分辨率。
2. 雙光子激發(fā)寬視場光片顯微鏡的研制
Takashi Saitou、Sota Takanezawa 和 Takeshi Imamura 的愛媛大學(xué)研究小組利用雙光子激發(fā)現(xiàn)象作為解決這個問題的關(guān)鍵。帶有紅外激光的雙光子激發(fā)顯微鏡可以對活生物體進行溫和(低光毒性)成像教資網(wǎng)課資源公眾號。然而，由于光必須聚焦在狹窄的范圍內(nèi)才能誘發(fā)雙光子激發(fā)，因此激發(fā)范圍(在光片顯微鏡中，視場)很窄。為了解決這個問題，我們開發(fā)了帶有貝塞爾光束的簡單照明光學(xué)單元，可在光軸方向上擴展激光傳播范圍(圖 1A)。當使用 10 倍放大率 NA0.3 物鏡時，該裝置可以將光束長度拉伸到 600-1000 μm，同時保持 2-3 μm 的軸向分辨率。使用這個光學(xué)裝置，
3. 實時成像應(yīng)用
青鳉被廣泛用作脊椎動物的模式生物。由于體積小且透明，因此適用于熒光成像。為了評估我們的顯微鏡在生物體上的適用性，我們進行了光毒性評估。與傳統(tǒng)的高斯光束光片顯微鏡相比，這表明光損傷減少。因此建議適用于長期實時成像。然后我們應(yīng)用了轉(zhuǎn)基因青鳉的長期延時成像，其中淋巴管內(nèi)皮被綠色熒光蛋白標記，并在三天內(nèi)以 5 分鐘的間隔成功地進行了實時成像(圖 2)。
4. 研究意義
在這項研究中，我們開發(fā)了一種新的高性能光片熒光顯微鏡。使用這項技術(shù)，我們可以在整個魚體上以高細胞分辨率觀察青鳉魚幾乎所有的胚胎生長過程。該技術(shù)有望為胚胎發(fā)育的分子水平理解、生活方式相關(guān)疾病發(fā)病機制的闡明以及藥物開發(fā)技術(shù)的進一步發(fā)展做出貢獻。
標簽： 光片顯微鏡裝置
