新的光片顯微鏡裝置可擴(kuò)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(gè)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(kuò)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(shí)，可以在不影響魚的生長(zhǎng)(低光毒性)的情況下，以細(xì)胞級(jí)分辨率(高空間分辨率)觀察整個(gè)胚胎(擴(kuò)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(xì)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(duì)活組織的光損傷，也難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)寬視場(chǎng)和高(細(xì)胞級(jí))空間分辨率。
2. 雙光子激發(fā)寬視場(chǎng)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(gè)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(duì)活生物體進(jìn)行溫和(低光毒性)成像教資網(wǎng)課資源公眾號(hào)。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(chǎng))很窄。為了解決這個(gè)問題，我們開發(fā)了帶有貝塞爾光束的簡(jiǎn)單照明光學(xué)單元，可在光軸方向上擴(kuò)展激光傳播范圍(圖 1A)。當(dāng)使用 10 倍放大率 NA0.3 物鏡時(shí)，該裝置可以將光束長(zhǎng)度拉伸到 600-1000 μm，同時(shí)保持 2-3 μm 的軸向分辨率。使用這個(gè)光學(xué)裝置，
3. 實(shí)時(shí)成像應(yīng)用
青鳉被廣泛用作脊椎動(dòng)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(píng)估我們的顯微鏡在生物體上的適用性，我們進(jìn)行了光毒性評(píng)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(zhǎng)期實(shí)時(shí)成像。然后我們應(yīng)用了轉(zhuǎn)基因青鳉的長(zhǎng)期延時(shí)成像，其中淋巴管內(nèi)皮被綠色熒光蛋白標(biāo)記，并在三天內(nèi)以 5 分鐘的間隔成功地進(jìn)行了實(shí)時(shí)成像(圖 2)。
4. 研究意義
在這項(xiàng)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(xiàng)技術(shù)，我們可以在整個(gè)魚體上以高細(xì)胞分辨率觀察青鳉魚幾乎所有的胚胎生長(zhǎng)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(jī)制的闡明以及藥物開發(fā)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
標(biāo)簽： 光片顯微鏡裝置
