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显微镜拍出运动物体内部3D图像

发布:great077阅读:3164时间:2015-2-13 08:33:50

  Leozhang 译

  近期,科学家发现一种新型的显微镜可以很快的拍出运动的样品,有助于推进激光扫描共聚焦,双光子光片显微镜的研发。该研究成果发表于Nature Photonics (doi:10.1038/nphoton.2014.323)。

  由哥伦比亚大学Elizabeth Hillman教授和研究生Matthew Bouchard研发的扫描共焦对准平面激发(SCAPE)显微镜,并不需要样品的固定或移动。显微镜是扫描通过样品的光束,所有不用定位样品或显微镜的单一物镜。

SCAPE产生的数据相当于传统的光片显微镜,但只用了单独一个固定的物镜,不用移动样品,可进行高速3D成像。这种独特的配置可以对清醒的,活动着的小白鼠大脑中的皮质树突进行立体成像。

  Hillman说:“在运动的有机体中,实时操作细胞尺度分辨率的3D成像,是生物医学和神经科学研究的前沿。使用SCAPE,我们可以对复杂的,活体样本进行成像,例如观察小白鼠大脑、果蝇幼虫和斑马鱼心脏单细胞中神经元放电现象。”

  传统的光片显微镜有两个正交物镜,要求样品必须放置在固定位置上。共焦和双光子显微镜可以对活体样品中的单一平面成像,但不能对运动的样品进行3D成像,所以无法捕捉神经元放电这样的现象。

  SCAPE也有一个缺点:使用488 nm激光器,不能像双光子显微镜那样深入的穿透组织。

  研究人员说,这项新技术可以与光遗传学和其他组织疗法相结合。它也可以用于完整组织,三维细胞培养物和组织工程构建中的细胞复制,功能和运动进行成像。以及在微流体和流式细胞仪系统中对三维动力学成像。

  Hillman下一步计划:探索SCAPE在临床中的应用,例如以视频速率进行三维内窥镜和外科手术的内部成像。

  该研究受到了美国国家卫生研究院,人类前沿科学计划,华莱士H.库尔特基金会,达纳基金会和美国**部的资助。

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