生物成像的最终目的是在一个位置来可视化系统,越来越多的生理有关。一系列的技术进步在过去的二十年里拉近了这样一个目标,和先进的研究方法的广泛意味着现在可以想象许多系统。
可视化生物实验的一个至关重要的方面是使用的成像技术的影响。有必要实现可视化,它保留的生理完整性系统被研究和减少扰动,引入构件。
生物成像的一个最困难的方面是减少或者,也许,消除光毒性和photodamage。光照,特别是高强度荧光成像所需的光,会大幅影响生物和活细胞的功能和健康。因此,有必要对成像技术,减少暴露的标本。
最小化的解决方案是光显微镜、光毒性的影响只照亮了标本在一个平面在给定的时间。
光片显微镜
光片显微镜是一种常见的术语,描述了一个扩展类平面的照明方法,完全改变了光学成像的生物标本。它是由孤立呈现可行的照明和探测光通路使危害较小的照明使用的创新技术。
的光表方法的基础是由激光形成一个双曲照明的“表”。1作为替代,一个近似光表可以通过使用一个扫描光束。检测是沿着一个轴进行不同照明的轴。
单独的轴的使用提高了检测效率,降低工件的功能领域的焦点。一般来说,高灵敏度的光片显微镜使用两个目标进行照明和另一个两个检测。这双打收集的光线在每个平面。
这个标本被定位在轴线的交点检测和照明的轴。当样本兴奋的光片,它会导致荧光的发射,可以检测到高速摄像机生成高质量的图像。样品可以轻松改变成像面旋转,从而提供的串行部分标本,可以重建提供一个3 d表示。
光片显微镜的解决方案
摄像机和或专门设计的,旨在作为探测器的高速光显微镜。2尼奥和Zyla sCMOS相机提供高分辨率和大范围的视野的前提下在帧速率或读噪音。
小的像素大小(6.5μm) pointspread-function保证有足够的过采样,甚至放大倍数较低的目标。的iXon背景EMCCD相机平台提供非凡的速度性能和单光子灵敏度,除了维护定量稳定。
应用显微镜的光表
光片显微镜是一个几乎无损和宝贵的成像工具。它提供了更高的分辨率和成像速度快与其他无损成像方法相比,计算机断层扫描和磁共振成像等。因此,它是最完美的方法成像敏感的样品或快速动态过程。
亚细胞结构的高分辨率可视化实现通过使用一个平面的光,使光学切片的生物体或组织。只是一层很薄的光的使用表明,它是可行的执行多个扫描特定的标本没有导致光毒性或光漂白。因此,多个视图可以从不同的角度和一系列的部分应用于实现组织结构的三维重建。
光显微镜单已经在各领域的高级研究通过促进生物样本的快速成像,包括那些比可以与其他显微镜方法,更高的分辨率。
它已被证明是一个优化工具来分析胚胎发育,产生可量化数据和定性的细胞和组织形态形成过程的特点。3等各种因素,规范发展的梯度信号分子可以通过整个生活的影像保存胚胎,从而实现精确观察的精确的发展途径。
启用高速图像采集高分辨率可视化的轴突引导和生长锥动力学在线虫胚胎神经发育的时候,尽管相当多的快速运动和抽搐的胚胎。4
同样,光片显微镜用于图像完整的果蝇胚胎神经系统,从而使细胞动力学发展的中心和外围神经系统被理解。5
光片显微镜也是一个多才多艺的工具进行快速、高分辨率的定量映射大型生物系统的结构和功能。它可以用于图像不是同构的九头蛇的体型变化以及人类大脑的澄清冠厚板。6同样地,它使3 d成像多细胞标本的细胞和亚细胞功能。7
除了研究应用,光片显微镜能够促进临床标本的快速分析告知治疗决策。它已经证明了方法允许快速2 d和3 d成像与相同级别的详细完整的组织常规病理学。8例如,它可以使更快的术中评估tumor-margin表面或体积光了评估临床上活检。
光片显微镜的未来
光片显微镜是一个有价值的工具,可能执行不仅快速表面显微镜还深体积标本的显微镜。由于其非破坏性本质,它可以用来研究生物系统广泛的生活。此外,它有能力让生活3 d成像photodamage只有最小的风险。
这个相对较新的成像技术已经申请了许多应用程序在发育生物学和细胞生物学。持续修改基本技术来适应特定的研究需求预计将在很大程度上增加的应用光片显微镜。
此外,获得数据的解释将进一步加强可视化工具和模式识别软件的发展,从而使人体生理学和疾病模型的生成。
引用和进一步阅读
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