顯微課堂 | 克服顯微鏡成像移動斑馬魚幼蟲時的挑戰(zhàn)

在非固定的斑馬魚幼蟲中捕捉三維信息或快速事件，如心跳，使用Mica

斑馬魚是一種有價值的模型生物，具有許多有益的特性。然而，成像整個生物體面臨挑戰(zhàn)，因為它并不是靜止的。在這里，這個案例研究展示了如何在斑馬魚幼蟲的靜止期間進(jìn)行成像，并在移動后輕松重新定位。Mica的無縫集成的寬場和共聚焦功能可以捕捉快速事件，如心跳，幾乎沒有標(biāo)準(zhǔn)寬場系統(tǒng)固有的失焦背景噪聲。

魚類研究中的成像挑戰(zhàn)

盡管斑馬魚有許多優(yōu)點，但在成像方面仍然存在一些挑戰(zhàn)，特別是對于活體標(biāo)本：

01、胚胎的大小：

斑馬魚胚胎可以生長到幾百微米，這在使用現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)顯微鏡時可能會很具挑戰(zhàn)性，尤其是在需要高分辨率時。

02、活胚胎的運動：

活胚胎是自然移動的，這使得圖像捕捉變得復(fù)雜。保持胚胎靜止以進(jìn)行成像而不限制其發(fā)育或行為仍然是一個挑戰(zhàn)。

通過Mica克服成像障礙

Mica通過在運動等挑戰(zhàn)性條件下實現(xiàn)高質(zhì)量成像來解決這些挑戰(zhàn)。本案例研究展示了Mica如何通過成像自由移動的斑馬魚幼蟲的血流來克服一些障礙。血流通過兩種熒光標(biāo)記可視化：DsRed用于紅細(xì)胞，eGFP用于血管。

尋找非固定幼蟲

傳統(tǒng)上，為了避免繁瑣的重新定位過程，幼蟲會被固定。Mica的“樣本查找器"功能通過生成省時省力的孔板概覽圖來簡化這一過程。對于更高倍數(shù)成像，導(dǎo)航就像在概覽上點擊位置或在Mica的集成導(dǎo)航工具中進(jìn)行其他采集一樣簡單。如果幼蟲移動，低倍數(shù)（1.6倍）的螺旋掃描可以快速定位它，從而允許切換回更高倍數(shù)（10到63倍）進(jìn)行細(xì)節(jié)成像。

動態(tài)事件的延時成像

Mica支持多種成像模式，包括透射光和高對比度集成調(diào)制對比（IMC；兼容塑料底載體，視頻1）成像以及寬場和共聚焦模式下的熒光成像。這種多樣性使研究人員能夠選擇適合其實驗的成像模式。

使用水浸物鏡進(jìn)行長期高倍成像（在工作距離的范圍內(nèi)）可以得到自適應(yīng)水鏡的支持，以確保持續(xù)浸沒。

寬場成像是捕捉快速、大規(guī)模事件的主要選擇，但以下數(shù)據(jù)（視頻2）清楚地表明，在某些限制條件下，共聚焦成像也可以實現(xiàn)可比的高幀率，但提供了更好的光學(xué)切片能力。Mica同時獲取所有標(biāo)簽的能力消除了由于多個標(biāo)簽導(dǎo)致的幀率降低，并防止了時空不匹配。

體成像

Mica 提供了一鍵切換模式的功能，直接在現(xiàn)場進(jìn)行，無需將樣本轉(zhuǎn)移到新系統(tǒng)。這一能力使得可以使用適合成像任務(wù)的模式。

結(jié)論

Mica是一個多功能且*的成像系統(tǒng)，為使用斑馬魚作為模型生物的研究人員提供了幾個關(guān)鍵好處，包括：

1.高效定位自由移動的幼蟲

2.快速的多色成像，通道之間沒有時空不匹配

3.在寬場和共聚焦之間無縫切換，以迅速適應(yīng)成像需求。

Mica大大增強了斑馬魚研究的能力，克服了傳統(tǒng)成像挑戰(zhàn)，同時使復(fù)雜生物過程的詳細(xì)觀察成為可能。

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