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光片(light sheet)显微镜模组

简要描述:荧片荧光成像显微镜(light sheet microscope)是一种快速而柔和的成像技术。该技术凭借优异的三维成像能力、分辨率、更低的光漂白性和光毒性被广泛的用于生物医学研究等领域。光片(light sheet)显微镜模组

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  • 更新时间:2020-04-10
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光片(light sheet)显微镜模组

光片荧光成像显微镜(light sheet microscope)是一种快速而柔和的成像技术。该技术凭借优异的三维成像能力、分辨率、更低的光漂白性和光毒性被广泛的用于生物医学研究等领域。

光片显微镜的(LSFM或SPIM)与传统显微镜的不同在于激发光的照明方式,照明光路与探测光路垂直放置, 它的照明光是与一张与成像面平行的薄薄的光片,只有焦平面的样品被照亮,而其上下的样品不受影响。和传统荧光照明方式相比,光片照明有如下优点:

1)提高了图像和背景的反差(Signal-to-Background Ratio) 和轴向分辨率:光片照明技术保证了焦平面上下的样品不会被激发,具备和共聚焦显微镜类似的光学切片功能;

2)减少了光漂白和光毒性:与传统的荧光照明技术相比,光毒性可以被降低20-100倍,这样,我们就能在更接近生理状态的条件下,对活体生物样品进行长时间的三维成像;

3)与激光共聚焦和双光子显微镜使用低QE的PMT的点扫描成像相比,光片显微镜使用高QE的CCD或sCMOS相机进行面成像,大大提高了成像速度和图像的信噪比。共聚焦需要几分钟甚至几小时才能拍完的样品,用光片显微镜只需要几秒到几分钟。因此,光片显微镜也特别适合用于大样品成像。

在多数光片系统中,光学元件是固定的,需要移动样品 (或使光片从xyz方向扫过样品) 来获得完整的3D图像。通过移动或旋转样品,可以对大样品进行成像,并从多个角度拍摄,将这些多视角图像通过特别算法融合在一起后,能够进一步提高图像分辨率,并修正一些光片技术特有的缺陷。

光片显微镜的搭建的主要困难在于各个组件的同步,例如相机和平移台,激光和光片的产生等。为了方便客户自主搭建该设备,上海昊量光电设备有限公司推出了光片显微镜模块组件,客户只需按照自己的需求购买激光激发光源,相机就可完成该系统的搭建,如有需要钱也提供整套解决方案。昊量光电推出的模块主要包块一下几款产品:

1)双向倒置光片显微镜模块(DISPIM)

DISPIM是一款灵活的易于安装的光片显微镜组件,该组件安装到倒置显微镜上时可实现双向观测。该组件两个物镜垂直放置在开放式培养皿的样品上方,物镜与垂直方向成45°。该组件可以放置在常规倒置显微镜的顶部,也可安装在我们提供的RAMM/MIM框架组件上。

                        

该组件有两种配置:

①单面系统(iSPIM)

该系统一个物镜通过常规的振镜产生移动光片,使光片穿过样品,通过振镜移动光片同时移动压电物镜扫描台完成3D成像。该系统图像获取样品迅速,低成本,但是轴向分辨率低于XY平面分辨率。

②双面系统(diSPIM)

在该系统中两边都包含光片扫描仪、压电物镜扫描台和相机,在实验中两个物镜交替用于照明和检测,同时在正交方向获得样品的图像,并且将两个方向的收集的数据集进行计算合并生成各向同性的3D图,如果实验需要也可以单面模式运行。该模块XY&Z轴都具有较好的分辨率,但是需要购置更多的硬件,且后期需要更多的图像处理。

2)透明组织专用光片显微镜(ct-SPIM)

该光片显微镜的外形结构与diSPIM/iSPIM结构类似,但是不包括倒置显微镜。该系统配置经过优化可对透明组织进行成像。样品放置在电动XYZ平台上,由于样品尺寸较大,平台扫描是其成像的可行方式。采集速度受相机帧频限制。该模块也是拥有两种不同配置,即单面成像和双面成像系统。

3)倾斜单面光片显微镜(OSPIM)

OSPIM系统是一个单面光片系统,上面物镜以60°倾角安装在RAMM框架上,底测显微镜物镜用于产生光片,该平台可以安装在商业上的倒置显微镜上。

                           

此外还提供了搭建光片显微镜中常用的模组,

1)光纤耦合激光扫描仪

光纤耦合激光扫描仪是一款紧凑而通用的2D扫描单元。设计适用于生成SPIM光片。用户提供的光束通过标准光纤连接器进入扫描仪,通过二维MEMS扫描镜扫描成光片。扫描仪通常使用C型接口连接到显微镜上。

2)多重浸渍物镜

该物镜主要设计用于光片显微镜检查透明组织样品。由于物镜具有独特的弯曲表面,因此物镜可以在没有任何校正环的情况下工作在任何折射率的介质中。物镜可以浸入到苛刻的介质,例如DBE和BABB。

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