Гибридный микроскоп с открытым верхом и световым листом для универсальной мультимасштабной визуализации
Исследователи представили новую гибридную систему визуализации, объединяющую методы неортогональной двухобъективной и классической открытой световой микроскопии (OTLS). Эта разработка позволяет проводить мультимасштабную объемную визуализацию, например, целого очищенного мозга мыши в субмикронном масштабе, с высокой пропускной способностью и автоматизацией.
Открытая световая микроскопия (OTLS)
Методы очистки тканей уменьшают оптическое рассеяние и позволяют проводить глубокую визуализацию с высоким разрешением. Хотя существует множество световых микроскопов, большинство из них не удовлетворяют всем требованиям: удобству использования, совместимости с разными протоколами, большой глубине визуализации и мультимасштабным возможностям. Новая гибридная система OTLS решает эти проблемы, предоставляя открытый верх для совместимости с дополнительными устройствами (микрофлюидика, электрофизиология) и позволяя проводить сложные эксперименты.
Дизайн системы
Система включает три основных объектива, расположенных под образцом, что обеспечивает свободный открытый верх. Все объективы интегрированы в монолитную иммерсионную камеру. Использование неортогональной двухобъективной конфигурации светового листа вместе с системой дистанционной перефокусировки позволило улучшить разрешение по сравнению с однобъективными системами.
Целевая визуализация: редкие аксоны
В первом эксперименте команда визуализировала аксоны в целом мозге мыши. Используя гибридную систему, они упростили процесс:
- Скрининг всего мозга с низким разрешением для идентификации целевых регионов.
- Проведение высокоразрешающей визуализации только интересующих областей. Это позволило эффективно работать с большими наборами данных субмикронного уровня.
Мультимасштабная визуализация метастатических колоний
В другом эксперименте изучались метастатические колонии двух линий раковых клеток в целых мозгах мышей. Раньше для этого требовались две отдельные микроскопические системы, недели визуализации и ручной перенос образцов. Гибридная система OTLS позволила проанализировать шесть целых мозгов мыши за одну сессию, сократив общее время эксперимента до двух дней и устранив необходимость ручного переноса.
Дополнительные эксперименты и перспективы
Система также подходит для других исследований, включая:
- Мультимасштабную неразрушающую 3D-патологию рака простаты.
- Визуализацию целого мозга с эндогенными флуоресцентными белками.
- 3D-визуализацию эмбрионов мыши, растений и пигментированных моделей.
Гибридная установка OTLS обеспечивает практическую платформу с коммерчески доступными компонентами, достигая баланса между производительностью и универсальностью для визуализации очищенных тканей. В будущем система может быть дополнена высокоскоростными актюаторами и настраиваемыми зеркалами.