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        類器官厚樣本成像,徠卡共聚焦系統(tǒng)解決方案第一彈

        更新時間:2024-04-10      點(diǎn)擊次數(shù):755

        自21世紀(jì)初,隨著干細(xì)胞研究和組織工程的重大突破,類器官及其在顯微成像中的應(yīng)用取得了顯著進(jìn)展。已開發(fā)的多種類器官模型,如大腦、肝臟和腸道類器官,為研究器官發(fā)育、疾病機(jī)制揭示及治療評估提供了新途徑。同時,類器官成像技術(shù)的發(fā)展極大地促進(jìn)了研究人員對這些復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)動態(tài)模式進(jìn)行觀察的能力。盡管如此,類器官研究仍面臨個挑戰(zhàn),包括維持樣本活性、確保成像深度分辨率,及處理分析大量數(shù)據(jù)的需求。[1][2]

        視頻1.肺腺癌類器官樣本,共聚焦四色成像,40x 甘油鏡,拍攝厚度71微米(144層),樣本來源伯楨生物bioGenous

        DAPI-細(xì)胞核,CK7-細(xì)胞質(zhì),F-ACTIN-細(xì)胞膜,TTF1-細(xì)胞核(強(qiáng)增值性細(xì)胞)

        共聚焦顯微鏡物鏡的發(fā)展,特別是用于觀察厚樣本的物鏡,對匹配樣本和周圍介質(zhì)的折射率至關(guān)重要,否則會影響成像深度。高數(shù)值孔徑的油浸物鏡雖然提供高分辨率,但當(dāng)用于水樣本時由于折射率不匹配而面臨限制,導(dǎo)致球面像差。這影響了能夠有效成像的樣本深度,并降低了圖像質(zhì)量。

        圖片

        圖1.折射率

        為了解決這些挑戰(zhàn),研究人員開始使用甘油作為一種折射率接近生物樣本的介質(zhì),將樣本置于甘油中,并使用甘油物鏡進(jìn)行成像。隨著技術(shù)的進(jìn)步,甘油物鏡的設(shè)計(jì)和性能不斷改進(jìn),成為現(xiàn)代顯微鏡中常見的物鏡類型之一。


        表1. 常見封片劑類型及其介質(zhì)折射率的表格

        封片劑類型

        介質(zhì)折射率

        應(yīng)用

        水基封片劑

        約1.33

        水溶性樣本,如染色后的細(xì)胞和組織切片

        硅油

        約1.40-1.41

        活細(xì)胞成像和深度成像

        VECTASHIELD®, ProLong®/ProLong® Gold

        約1.44-1.46

        抗淬滅封片劑,長時間保持熒光穩(wěn)定性和減少光淬滅影響

        Fluoromount-GTM 

        約1.45-1.47

        常用的yongjiu性封片劑

        Mowiol® 或PVA

        約1.41-1.49

        用于熒光標(biāo)記樣本,提供良好的折射率匹配和穩(wěn)定性

        BABB, FocusClear, DBE

        約1.45-1.56

        用于透明化樣本的成像

        如今,大多數(shù)固定樣本都使用基于甘油的Mowiol、Vectashield或類似混合物進(jìn)行封片。這些介質(zhì)的折射率接近80/20甘油/水混合物的折射率(ne=1.45)。甘油物鏡(介質(zhì)折射率1.46)是在這種介質(zhì)中封裝的樣本的更佳選擇。


        由于折射率匹配,甘油物鏡減少了散射和光損失,在泛的波長范圍內(nèi)都具有較好的透明度,提高了圖像質(zhì)量和信號強(qiáng)度,因此可實(shí)現(xiàn)更深的成像深度(見圖3)。


        圖片

        圖2. 甘油物鏡與水鏡成像效果對比(深度:200微米),樣本來源伯楨生物bioGenous


        配合校正環(huán),我們還可以調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)以適應(yīng)封裝介質(zhì)的折射率變化,或者由于蓋玻片厚度溫度變化引起的折射率變化。


        在本期中,我們深入了解了類器官成像領(lǐng)域,共聚焦顯微鏡物鏡的創(chuàng)新及其在觀測厚樣本中的重要應(yīng)用。我們還探討了如何通過選擇與樣本折射率相匹配浸沒介質(zhì)來解決成像挑戰(zhàn)。甘油物鏡的應(yīng)用充分證明了技術(shù)發(fā)展如何促進(jìn)了成像質(zhì)量和深度的提升,開辟了研究的新視野。


        第二期我們將進(jìn)一步探索類器官研究中的綜合成像解決方案,涵蓋自動化樣本定位、高倍率成像的自動轉(zhuǎn)換、三維結(jié)構(gòu)的高分辨率成像,以及如何借助AI圖像分析軟件挖掘圖像中的深層信息。


        我們邀請您繼續(xù)與我們同行,深入顯微成像技術(shù)的新領(lǐng)域,共同揭開細(xì)胞與生物分子研究的新奧秘。敬請期待我們的下一期內(nèi)容,將為您帶來更多精彩洞見。


        圖片

        圖3. 肺腺癌類器官樣本,共聚焦成像,40x 甘油鏡,DAPI-細(xì)胞核,F-ACTIN-細(xì)胞膜,樣本來源伯楨生物bioGenous


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