同步四軸高速活體和透明化光片成像系統(tǒng)

MuViSPIM 同步四軸光片成像系統(tǒng)光片熒光顯微鏡以其顯著降低的光損傷和光漂白效應(yīng)、高采集速度和不亞于激光共聚焦顯微鏡的分辨率等綜合性能已成為對(duì)各種活的和透明化生物樣品進(jìn)行無創(chuàng)成像優(yōu)選方法。

MuVi-SPIM包括兩個(gè)主要模塊,Live Sample模塊為活生物樣品4軸成像模塊;Cleared Sample為專門針對(duì)透明化大樣品設(shè)計(jì)的擴(kuò)展模塊,用戶可以通過簡(jiǎn)單操作快速在二者之間互換和升級(jí)。

MuViSPIM(LiveSample)突出的三個(gè)特點(diǎn):溫和的樣品處理,大樣品的3D成像和極低光毒性。他的適用領(lǐng)域包括:發(fā)育生物學(xué),胚胎發(fā)育,海洋生物學(xué),神經(jīng)生物學(xué),功能成像,長(zhǎng)時(shí)間延時(shí)成像,光操作(雙光子損毀,光遺傳,光激活等)。

MuViSPIM(ClearedSample)在于對(duì)樣品的高度兼容性,這包括樣品的形狀,樣品的安裝,以及最重要的,樣品的透明化方法。因此,擁有一臺(tái)MuViSPIM(ClearedSample)即可滿足對(duì)絕大多數(shù)透明化樣品的拍攝要求,是實(shí)驗(yàn)室和公共成像平臺(tái)優(yōu)選。

系統(tǒng)還可以升級(jí)到光操作MuViSPIM(PhotoManipulation)系統(tǒng),可以執(zhí)行光殺傷、光漂白和光轉(zhuǎn)化等實(shí)驗(yàn)。

直觀的軟件界面操作極為簡(jiǎn)單,實(shí)時(shí)硬件控制由嵌入式控制器處理,確保這種微秒精度計(jì)時(shí)控制不受PC性能波動(dòng)影響,很好執(zhí)行定量和高速實(shí)驗(yàn)。該系統(tǒng)的典型應(yīng)用包括斑馬魚胚胎、果蠅幼蟲、海洋生物、植物和根系發(fā)育、大的透明化組織樣品等動(dòng)物模型的整體成像以及一般細(xì)胞團(tuán)和類器官的3D整體觀察。

同步四軸高速活體和透明化光片成像系統(tǒng)

線掃描+RollingShutter成像模式

掃描線狀光束,取代了傳統(tǒng)的片層狀光束,具有以下顯著優(yōu)點(diǎn):

1.激發(fā)均勻,整個(gè)視野亮度一致;

2.激光利用率高,即使熒光信號(hào)較弱也能得到很強(qiáng)的信號(hào);

3.充分利用照明物鏡的數(shù)值孔徑,照明束腰更細(xì);

4.配合高級(jí)sCMOS的卷簾門曝光(RolingShutter)功能進(jìn)一步提高圖像信噪比,得到近似共聚焦的成像效果。

活生物樣品模塊-MuViSPIM(LiveSample)

四軸同步掃描光片模式

雙側(cè)照明的優(yōu)勢(shì):照明均勻,視野增加1倍,可以使用盡量薄的激光束腰照明。

雙側(cè)成像的優(yōu)勢(shì):無論成像平面位于樣品何處,總是有一側(cè)相機(jī)可以捕捉到清晰銳利的圖像;無需旋轉(zhuǎn)樣品,

動(dòng)態(tài)圖像融合效果更好;深度增加一倍。

MuViSPIM(LiveSample)采用雙側(cè)照明和雙側(cè)成像的自創(chuàng)4軸設(shè)計(jì),無需樣品旋轉(zhuǎn),即可全角度的采集樣品,同時(shí)避免陰影效應(yīng),方便全局高速動(dòng)態(tài)成像。另外它緊湊、無振動(dòng)和穩(wěn)健的機(jī)身設(shè)計(jì),以及專有的壓電式工作臺(tái),在長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)中可以提供最大的穩(wěn)定性(聚焦和溫度條件)和精確的樣品定位精度。

MuViSPlM(Live Sample)應(yīng)用

MuViSPM(LiveSample)是為溫和的大樣本成像而設(shè)計(jì)的。它無需旋轉(zhuǎn)就可以實(shí)現(xiàn)樣品的雙側(cè)同時(shí)成像。低倍、高NA物鏡能夠?qū)φ麄€(gè)胚胎、細(xì)胞團(tuán)、小生物活體和植株等進(jìn)行快速、高分辨率、高信噪比、大視場(chǎng)成像,

可以實(shí)時(shí)的采集細(xì)胞形態(tài)、分裂、遷移和組織形成等,適用于研究組織和器官的整體發(fā)育、生物功能和動(dòng)力學(xué)特征等。

透明化模塊-MuviSPlM(Cleared Sample)

MuViSPIM(Cleared Sample)系統(tǒng)是由一個(gè)可更換的透明化光學(xué)組件和一個(gè)大型樣品定位單元組成Cleared Sample模塊是MuViSPIM功能的一個(gè)擴(kuò)展,可以實(shí)現(xiàn)較大型透明化樣品的快速、高分辨率整體3D成像。

由于很多透明化試劑具有微毒性、腐蝕性和很高的粘性,MuViSPIM(ClearedSample)所有部件均為開放式和可拆卸設(shè)計(jì),極其方便清潔。樣品室可容納大樣本,如小鼠全腦或其他完整器官,可根據(jù)用戶需求做特殊尺寸定制。從上部安裝樣品,可以方便地操作上樣和取樣。開放式圓柱形接口,用戶可以非常方便地打印適合自己樣品的適配器。RolingShutter和細(xì)的高斯線掃描很好配合,展現(xiàn)高信噪比、高分辨率的清晰圖像。

使用NA0.5WD5.5mm的通用10X浸液鏡頭,匹配折射率范圍可以從水到折射率很高的油性介質(zhì)。還可選擇20XNA1.0WD8.2mm親水系透明化試劑物鏡。

MuviSPlM(Cleared sample)應(yīng)用

MuViSPIM(ClearedSample)能夠?qū)χ袠猩窠?jīng)系統(tǒng)進(jìn)行高清晰的整體成像,包括神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)空間投射細(xì)節(jié)。系統(tǒng)可以對(duì)各種透明化試劑處理的各種組織器官都可以完成高清晰的整體成像,適用范圍從低折射率的水、中等折射率的親水試劑到比普通鏡油折射率還要高的疏水性試劑。

光操作模塊-MuVi SPlM(PhotoManipulation)

可以在MuViSPIM基礎(chǔ)上添加光操作附件PhotoManipulation對(duì)樣品進(jìn)行光操作。無論是切割細(xì)胞和組織內(nèi)結(jié)構(gòu)(光消融)、在感興趣區(qū)域進(jìn)行光漂白(FRAP),還是進(jìn)行光遺傳學(xué)操作,MuViSPIMPhotoManipulation模塊都可以通過選擇不同類型的激光系統(tǒng)(從連續(xù)紫外到脈沖紅外激光器)來解決。

可選擇用于光操作的激光器有:1.脈沖紅外激光器1030-1040nm,200fs脈沖長(zhǎng)度,1.5W,用于光燒蝕;2.兩個(gè)連續(xù)半導(dǎo)體激光器,405至685納米,最大100mW,用于光激活、光漂白、光遺傳;3.連續(xù)或脈沖激光780nm,100fs脈沖長(zhǎng)度,最大500mW,用于光激活、光遺傳。