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光片与空间频率成像
光片显微

光片与空间频率成像

Light Sheet and Novel Spatial Frequency Imaging

新型空间频率成像与光片显微结合,拓展生命科学研究手段。

  • Iris
  • 光片显微

概述

新型空间频率成像与光片显微结合,拓展生命科学研究手段。

背景与研究场景

Girkin教授和他的多学科团队有兴趣将先进的光子学和光学技术应用于生命科学中的挑战,在这种情况下,对活斑马鱼进行成像。通过使用选择性平面照明显微镜( SPIM ) ,可以对活体斑马鱼的跳动心脏( 1 )和发育中的眼睛( 2 )进行成像和分析。

使用自建的SPIM成像系统( 3 ) ,该系统结合了视觉心脏同步方法; SPIM的变体,包括波束扫描(数字SPIM或D-SPIM )和新的空间频域成像系统(正在申请专利) , Girkin教授和团队拥有丰富的成像技术用于询问实时样本。

Light Sheet and Novel Spatial Frequency Imaging 配图 1
图 1

技术挑战

为了可视化斑马鱼的心跳, Girkin教授告诉我们, “一台高速摄像机,在近红外线下工作,使用跳动的心脏的传输图像和实时分析软件来同步光片和荧光成像摄像机,以有效地'冻结'心脏的运动。荧光成像相机必须具有准确且可重复的快门操作和高灵敏度,才能在心脏周期的正确部分捕捉图像。”

D-SPIM系统具有类似的要求,需要精确的相机控制电子设备和软件来保持同步,并且需要低噪声敏感相机来利用该方法。在成像正在发育的斑马鱼眼睛时,即使在24-48小时的研究期间的弱光条件下,也需要良好的信号。

对于新颖的空间频域成像, Girkin教授告诉我们: “如果使用近红外光,这是通过组织成像的绝佳方法,特别是皮肤。因此,在我们的案例中,需要具有近红外(约800纳米)某些功能的高灵敏度相机。”

成像方案与成果

The Iris 9 meets all of the imaging requirements for these numerous microscopy and imaging techniques, as confirmed by Prof. Girkin, "We have now replaced our previous camera with the Iris 9 which is demonstrating high sensitivity to the low light levels required for rapid imaging and also the timing required to ensure the synchronization is correct.We have imaged hearts for over an hour without losing timing lock on the imaging, demonstrating the performance of the camera."

IRIS 9与D-SPIM系统配合良好,在研究发育中的斑马鱼眼睛内单个细胞的运动时利用了高灵敏度( 1 ) , IRIS 9 “在这方面与我们以前的相机相比显示出显着的优势。”

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参考文献

  • Taylor, J. M., Saunter, C. D., Love, G. D., Girkin, J. M., Henderson, D. J., & Chaudhry, B. (2011).用于三维心脏跳动成像的实时光学门控。生物医学光学杂志, 16 ( 11 ) , 116021。
  • Young, L. K., Jarrin, M., Saunter, C. D., Quinlan, R. A., & Girkin, J. M. (2018).使用SPIM对胚胎眼晶状体的发育光学特性和分级指数进行无创体内定量。Biomedical Optics Express , 9 ( 5 ) , 3947-3958。
  • Girkin, J. M., & Carvalho, M. T. (2018)。光片显微镜革命。光学杂志, 20 , 053002。