研究人员开发新型荧光显微镜:更适用于观测活体细胞,可实现“大视场、超分辨率”特性
9 月 11 日消息,德國比勒費(fèi)爾德大學(xué)日前開發(fā)出一種熒光顯微鏡,利用結(jié)構(gòu)照明在寬視場范圍內(nèi)進(jìn)行快速超分辨率成像,其主打“觀測活體細(xì)胞”,并支持“高速成像”,據(jù)稱“可同時(shí)捕捉多個(gè)活細(xì)胞的高分辨率圖像,有助于分析不同藥物及其組合對人體的影響”。
研究人員 Henning Ortkrass 聲稱,這款顯微鏡是研究慢性病患者及老年人藥物的 EIC Pathfinder OpenProject DeLIVERY 項(xiàng)目一部分,該項(xiàng)目旨在開發(fā)一個(gè)平臺(tái),用于研究個(gè)體患者的多重用藥情況。
據(jù)悉,這種新型顯微鏡基于超分辨結(jié)構(gòu)照明顯微鏡(SR-SIM),利用結(jié)構(gòu)化的光模式激發(fā)樣品中的熒光,實(shí)現(xiàn)超越光衍射極限的空間分辨率,該顯微鏡相當(dāng)適合活細(xì)胞成像,其采用低功耗激發(fā),而傳統(tǒng)顯微鏡成像功耗較大,容易對樣本自身產(chǎn)生傷害。
為了實(shí)現(xiàn)寬視場的高分辨率,新型顯微鏡利用 AI,從一組原始圖像中重建超分辨圖像。這些原始圖像是通過使用一組六根光纖,以正弦條紋圖案照射樣品獲得,從而令分辨率提高了兩倍,同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)快速成像,并與活細(xì)胞成像兼容。
經(jīng)過查詢得知,目前相關(guān)成果已經(jīng)發(fā)布在 Optica 出版集團(tuán)的《光學(xué)快報(bào)》(Optics Express)雜志上,研究表明,該儀器在肝細(xì)胞成像測試中,視場可達(dá) 150 x 150 μm2,成像速率高達(dá) 44 Hz,同時(shí)保持小于 100 nm 的時(shí)空分辨率。
研究人員同時(shí)在雜志中展示了新型顯微鏡裝置對固定的多色染色肝細(xì)胞進(jìn)行的成像。圖像顯示了細(xì)胞的微小膜結(jié)構(gòu),這些結(jié)構(gòu)小于光的衍射極限。
《光學(xué)快報(bào)》聲稱,使用這種新型顯微鏡,研究人員可以在離體細(xì)胞上測試單個(gè)藥物組合,然后進(jìn)行超分辨率成像,觀察細(xì)胞膜特征或細(xì)胞器的動(dòng)態(tài)變化。大視場可以提供有關(guān)細(xì)胞反應(yīng)的統(tǒng)計(jì)信息,這些信息可用于改善個(gè)性化醫(yī)療保健,它還可用于非常重要的高分辨率臨床應(yīng)用。
研究人員下一步計(jì)劃將該顯微鏡裝置應(yīng)用于肝細(xì)胞的活細(xì)胞研究,以觀察接受多種藥物治療的細(xì)胞的動(dòng)態(tài)變化。他們還計(jì)劃改進(jìn)圖像重建過程,以完成對獲取的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)重建。
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總結(jié)
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