-
Thông tin E-mail
info@tvscope.cn
-
Điện thoại
15261811715
-
Địa chỉ
Chế độ Hyperdimension
Về chúng tôi
Beijing Chaoweijing Biotechnology Co., Ltd
Kính hiển vi Dual Photon Microscope
Ngày:2025-05-28Đọc:0
Vào ngày 20 tháng 9 năm 2023, nhóm nghiên cứu của Đại học Bắc Kinh Trình Hòa Bình - Vương Ái Dân đã công bố một bài báo nghiên cứu trực tuyến trên tạp chí học thuật Optics Express với tiêu đề "Millimeter field-of-view miniature two-photo microscopy for brain imaging in freely moving mice", tiết lộ nguyên lý thiết kế và hiệu suất hình ảnh của kính hiển vi quang tử kép thu nhỏ FHIRM-LF. Đầu dò kính hiển vi hai photon thu nhỏ tích hợp các đặc tính như vật kính nhỏ độ phóng đại thấp, kính quét trường nhìn lớn, góc nghiêng MEMS nhỏ, trọng lượng chỉ 2,5 gram và trường nhìn hình ảnh lên tới 1000 × 788μm 2, cung cấp công cụ quan sát mạnh mẽ để nghiên cứu chức năng động học của quần thể tế bào thần kinh não trong mô hình hành vi tự do của động vật nhỏ. Trợ lý nghiên cứu viên Học viện Kỹ thuật tương lai Đại học Bắc Kinh Triệu Xuân Trúc là tác giả đầu tiên của luận văn này, Vương Ái Dân, Ngô Nhuận Long của Đại học Bắc Kinh là tác giả thông tin chung của luận văn.
Ảnh chụp màn hình online
Dữ liệu chất lượng cao trong tầm nhìn mm
Kính hiển vi monophoton thu nhỏ điển hình được biết đến với trường nhìn cỡ milimet, trong khi kính hiển vi monophoton thu nhỏ có lợi thế hơn về độ phân giải hình ảnh, độ sâu và khả năng cắt lớp. Kính hiển vi quang tử kép thu nhỏ tầm nhìn cỡ mm mới nhất của Hyperdimension, FHIRM-LF, thực hiện sự kết hợp của cả hai lợi thế. Bằng cách thiết kế các đối tượng có độ phóng đại thấp, quét trường nhìn lớn và giảm góc nghiêng MEMS, FHIRM-LF đạt được 1000 × 788μm2Hình ảnh thị trường. Sử dụng đầu dò kính hiển vi này, tác giả ở 1000 x 788μm2Hình ảnh có độ phân giải cao của các tế bào thần kinh, sợi nhánh và gai nhánh của vỏ não chuột đã được quan sát dưới tầm nhìn (Hình 1).
Hình 1. a) Hình ảnh đầu dò FHIRM-LF; b) tại 1000 × 788μm2Hình ảnh các tế bào thần kinh biểu hiện GCaMP6s ở vỏ não chuột thức giấc；c) Biểu đồ hình ảnh của các sợi nhánh và gai nhánh vỏ não của những con chuột biến đổi gen Thy1-YFPH tỉnh táo.
Hình ảnh chất lượng cao của trường nhìn lớn dưới GRIN Lens
Trong hình ảnh vi mô được chuyển tiếp qua ống kính chiết suất gradient GRIN Lens, quang sai được giới thiệu bởi GRIN Lens làm giảm đáng kể chất lượng hình ảnh. Để kiểm tra hiệu quả của đầu dò FHIRM-LF dưới GRIN Lens, các tác giả đã quan sát các tế bào thần kinh hồi hải mã của chuột chuyển động tự do thông qua hình ảnh chuyển tiếp GRIN Lens (Hình 2). Trong điều kiện trường nhìn của đầu dò hình ảnh là 1000 × 788μm2, tốc độ khung hình hình ảnh là 9 Hz và 600 × 512 pixel, mặc dù phạm vi trường nhìn hình ảnh bị ảnh hưởng một chút do hiệu ứng làm mờ của GRIN Lens, trường nhìn hiệu quả của nó vẫn đạt khoảng 900 × 788μm2. Sử dụng GRIN Lens để ghi lại hình ảnh của phân vùng CA1 ở phía sau vùng hippocampus của những con chuột chuyển động tự do, đầu dò hình ảnh FHIRM-LF cho phép thu thập chất lượng cao tổng cộng khoảng 400 dữ liệu thoáng qua về canxi của tế bào thần kinh, với tỷ lệ tín hiệu tiếng ồn trung bình là 9,2 và tỷ lệ tín hiệu tiếng ồn thoáng qua canxi của 98% tế bào thần kinh lớn hơn 3.
Hình 2. Hình ảnh chuyển tiếp của CA1 bên lưng hải mã của chuột di chuyển tự do thông qua GRIN Lens đường kính 1 mm. Sử dụng FHIRM-LF để ghi lại hình ảnh của những con chuột hoạt động tự do trong 18,3 phút, cho thấy 395 phân đoạn tế bào thần kinh được ghi lại.Ca2+Dấu vết, và cho thấy tỉ lệ tín hiệu và tiếng ồn thoáng qua của canxi trong các tế bào thần kinh này.
Zoom tự do lên đến 500μm ở tầm nhìn cỡ mm
Hệ thống kính hiển vi quang tử kép thu nhỏ Hyperdimension được trang bị mô-đun ETL zoom trục tiên tiến. Sử dụng nguyên lý thấu kính lỏng, việc ghi lại hình ảnh đồng thời của các tế bào thần kinh ở các lớp chức năng khác nhau của vỏ não được thực hiện bằng kính hiển vi duophotonic thu nhỏ. Kết hợp với mô-đun zoom ETL có thể tháo rời, đầu dò trường nhìn lớn mm FHIRM-LF mở rộng phạm vi zoom trục lên 500 μm, đạt được thu thập 1000 × 788 × 500 μm trong hình ảnh vỏ não của chuột3Một hình ảnh nơ - ron về thể tích (Hình 3). Sau khi lắp mô-đun ETL zoom, hình ảnh vi quang kép vẫn có khả năng tiếp cận giới hạn nhiễu xạ lý thuyết, giữ độ phân giải hình ảnh không đổi.
Hình 3. FHIRM-LF kết hợp với mô-đun Zoom ETL có thể tháo rời cho vỏ não chuột tỉnh táo 1000 × 788 × 500 μm3Hình ảnh thể tích 3 chiều.