利用熒光壽命光片顯微鏡進行活體功能成像
瀏覽次數(shù):168 發(fā)布日期:2026-3-3
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光片顯微鏡已成為生物樣品快速、低光毒性體積成像不可或缺的工具,主要以標準格式提供結構或分析物濃度數(shù)據(jù)。熒光壽命成像顯微鏡(FLIM)提供功能性對比度,但獲取速度往往有限,且實施復雜。因此,我們將專用的頻域CMOS FLIM相機和強度調制激光器集成到光片設置中,以增加熒光壽命成像功能,從而能夠快速采集具有濃度獨立對比度的體積數(shù)據(jù)。然后我們應用該系統(tǒng)對活體轉基因斑馬魚進行成像,展示了從體內樣本快速收集體積FLIM 數(shù)據(jù)的能力。
生物學中的許多重要懸而未決的問題都需要在體內以高時空分辨率對分子動力學進行成像。光片顯微,在過去十鏡,或選擇性平面照明顯微鏡(SPIM)年中發(fā)展成為快速、低光漂白成像許多不同生物樣品的首選方法,特別是在體內。
熒光終生成像顯微鏡(FLIM)是細胞生物學中實現(xiàn)濃度獨立性的重要方法。特別是,使用時間相關單光子計數(shù)(TCSPC)技術的時域FLIM是使用FRET方法測量分子動態(tài)相互作用的金標準。
然而,測量壽命的精確度取決于數(shù)量,因此 TCSPC-FLIM 本質上是一個緩慢的過程,即使在多個處理器上多路復用時也是如此。這與在體內平行快速運動的細胞(如癌癥或免疫細胞)中測量壽命信號的需要是不相容的。
頻域(FD)-FLIM 可以比傳統(tǒng)光子計數(shù)方法提高采集速度,但由于應用了調制頻率,其壽命精度受到限制。然而,如果已知樣品的預期壽命并適當匹配調制頻率,F(xiàn)D-FLIM 是與廣場顯微鏡集成的明智選擇。其中只有光片可以提供快速的光學切片圖像。我們將采用CMOS相機(pco.flim)和調制二極管激光器轉換成數(shù)字掃描光片顯微鏡(DSLM)設置。以這種方式,我們結合的速度DSLM的三維成像與從FD-FLIM獲得的功能信息。
在文中描述了以前在光片顯微鏡配置中實現(xiàn)熒光壽命成像的方法。分別成像MDCK囊腫和細胞球體。兩項研究都使用了旋轉透鏡產(chǎn)生的光片,并在其設置中結合了門控圖像增強器(GII)。
如圖所示,F(xiàn)L-DSLM系統(tǒng)的光學設計(A)一張示意圖和(B)照片。從(A)開始,激光被放大(L1=75毫米,L2=50毫米)并通過掃描系統(tǒng)(L3,L4=50毫米),以創(chuàng)建光片(G1)并提供z運動(G2,與PI-FOC耦合)。然后將光束放大4倍(L5=50毫米,L6=200毫米)并進入光電管以照亮樣品。發(fā)射的熒光通過DO收集,帶通濾波(F1)去除任何散射的激發(fā)光,并使用管狀透鏡(TL=200毫米)聚焦到FLIM 相機上。
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