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光片(light sheet)顯微鏡模組

簡(jiǎn)要描述:熒片熒光成像顯微鏡(light sheet microscope)是一種快速而柔和的成像技術(shù)。該技術(shù)憑借優(yōu)異的三維成像能力、分辨率、更低的光漂白性和光毒性被廣泛的用于生物醫學(xué)研究等領(lǐng)域。光片(light sheet)顯微鏡模組

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  • 更新時(shí)間:2021-06-02
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光片(light sheet)顯微鏡模組

光片熒光成像顯微鏡(light sheet microscope)是一種快速而柔和的成像技術(shù)。該技術(shù)憑借優(yōu)異的三維成像能力、分辨率、更低的光漂白性和光毒性被廣泛的用于生物醫學(xué)研究等領(lǐng)域。

光片顯微鏡的(LSFM或SPIM)與傳統顯微鏡的不同在于激發(fā)光的照明方式,照明光路與探測光路垂直放置, 它的照明光是與一張與成像面平行的薄薄的光片,只有焦平面的樣品被照亮,而其上下的樣品不受影響。和傳統熒光照明方式相比,光片照明有如下優(yōu)點(diǎn):

1)提高了圖像和背景的反差(Signal-to-Background Ratio) 和軸向分辨率:光片照明技術(shù)保證了焦平面上下的樣品不會(huì )被激發(fā),具備和共聚焦顯微鏡類(lèi)似的光學(xué)切片功能;

2)減少了光漂白和光毒性:與傳統的熒光照明技術(shù)相比,光毒性可以被降低20-100倍,這樣,我們就能在更接近生理狀態(tài)的條件下,對活體生物樣品進(jìn)行長(cháng)時(shí)間的三維成像;

3)與激光共聚焦和雙光子顯微鏡使用低QE的PMT的點(diǎn)掃描成像相比,光片顯微鏡使用高QE的CCD或sCMOS相機進(jìn)行面成像,大大提高了成像速度和圖像的信噪比。共聚焦需要幾分鐘甚至幾小時(shí)才能拍完的樣品,用光片顯微鏡只需要幾秒到幾分鐘。因此,光片顯微鏡也特別適合用于大樣品成像。

在多數光片系統中,光學(xué)元件是固定的,需要移動(dòng)樣品 (或使光片從xyz方向掃過(guò)樣品) 來(lái)獲得完整的3D圖像。通過(guò)移動(dòng)或旋轉樣品,可以對大樣品進(jìn)行成像,并從多個(gè)角度拍攝,將這些多視角圖像通過(guò)特別算法融合在一起后,能夠進(jìn)一步提高圖像分辨率,并修正一些光片技術(shù)*的缺陷。

光片顯微鏡的搭建的主要困難在于各個(gè)組件的同步,例如相機和平移臺,激光和光片的產(chǎn)生等。為了方便客戶(hù)自主搭建該設備,上海昊量光電設備有限公司推出了光片顯微鏡模塊組件,客戶(hù)只需按照自己的需求購買(mǎi)激光激發(fā)光源,相機就可完成該系統的搭建,如有需要錢(qián)也提供整套解決方案。昊量光電推出的模塊主要包塊一下幾款產(chǎn)品:

1)雙向倒置光片顯微鏡模塊(DISPIM)

DISPIM是一款靈活的易于安裝的光片顯微鏡組件,該組件安裝到倒置顯微鏡上時(shí)可實(shí)現雙向觀(guān)測。該組件兩個(gè)物鏡垂直放置在開(kāi)放式培養皿的樣品上方,物鏡與垂直方向成45°。該組件可以放置在常規倒置顯微鏡的頂部,也可安裝在我們提供的RAMM/MIM框架組件上。

                        

該組件有兩種配置:

①單面系統(iSPIM)

該系統一個(gè)物鏡通過(guò)常規的振鏡產(chǎn)生移動(dòng)光片,使光片穿過(guò)樣品,通過(guò)振鏡移動(dòng)光片同時(shí)移動(dòng)壓電物鏡掃描臺完成3D成像。該系統圖像獲取樣品迅速,低成本,但是軸向分辨率低于XY平面分辨率。

②雙面系統(diSPIM)

在該系統中兩邊都包含光片掃描儀、壓電物鏡掃描臺和相機,在實(shí)驗中兩個(gè)物鏡交替用于照明和檢測,同時(shí)在正交方向獲得樣品的圖像,并且將兩個(gè)方向的收集的數據集進(jìn)行計算合并生成各向同性的3D圖,如果實(shí)驗需要也可以單面模式運行。該模塊XY&Z軸都具有較好的分辨率,但是需要購置更多的硬件,且后期需要更多的圖像處理。

2)透明組織光片顯微鏡(ct-SPIM)

該光片顯微鏡的外形結構與diSPIM/iSPIM結構類(lèi)似,但是不包括倒置顯微鏡。該系統配置經(jīng)過(guò)優(yōu)化可對透明組織進(jìn)行成像。樣品放置在電動(dòng)X(jué)YZ平臺上,由于樣品尺寸較大,平臺掃描是其成像的可行方式。采集速度受相機幀頻限制。該模塊也是擁有兩種不同配置,即單面成像和雙面成像系統。

3)傾斜單面光片顯微鏡(OSPIM)

OSPIM系統是一個(gè)單面光片系統,上面物鏡以60°傾角安裝在RAMM框架上,底測顯微鏡物鏡用于產(chǎn)生光片,該平臺可以安裝在商業(yè)上的倒置顯微鏡上。

                           

此外還提供了搭建光片顯微鏡中常用的模組,

1)光纖耦合激光掃描儀

光纖耦合激光掃描儀是一款緊湊而通用的2D掃描單元。設計適用于生成SPIM光片。用戶(hù)提供的光束通過(guò)標準光纖連接器進(jìn)入掃描儀,通過(guò)二維MEMS掃描鏡掃描成光片。掃描儀通常使用C型接口連接到顯微鏡上。

2)多重浸漬物鏡

該物鏡主要設計用于光片顯微鏡檢查透明組織樣品。由于物鏡具有*的彎曲表面,因此物鏡可以在沒(méi)有任何校正環(huán)的情況下工作在任何折射率的介質(zhì)中。物鏡可以浸入到苛刻的介質(zhì),例如DBE和BABB。

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