類(lèi)器官厚樣像共聚焦成像系統(tǒng)解決方案（一）

DAPI-細(xì)胞核，CK7-細(xì)胞質(zhì)，F-ACTIN-細(xì)胞膜，TTF1-細(xì)胞核（強(qiáng)增值性細(xì)胞）

共聚焦顯微鏡物鏡的發(fā)展，特別是用于觀察厚樣本的物鏡，對(duì)匹配樣本和周?chē)?span style="color:rgb(237, 27, 47)">介質(zhì)的折射率至關(guān)重要，否則會(huì)影響成像深度。高數(shù)值孔徑的油浸物鏡雖然提供高分辨率，但當(dāng)用于水樣本時(shí)由于折射率不匹配而面臨限制，導(dǎo)致球面像差。這影響了能夠有效成像的樣本深度，并降低了圖像質(zhì)量。

圖1.折射率

為了解決這些挑戰(zhàn)，研究人員開(kāi)始使用甘油作為一種折射率接近生物樣本的介質(zhì)，將樣本置于甘油中，并使用甘油物鏡進(jìn)行成像。隨著技術(shù)的進(jìn)步，甘油物鏡的設(shè)計(jì)和性能不斷改進(jìn)，成為現(xiàn)代顯微鏡中常見(jiàn)的物鏡類(lèi)型之一。

表1. 常見(jiàn)封片劑類(lèi)型及其介質(zhì)折射率的表格

如今，大多數(shù)固定樣本都使用基于甘油的Mowiol、Vectashield或類(lèi)似混合物進(jìn)行封片。這些介質(zhì)的折射率接近80/20甘油/水混合物的折射率（ne=1.45）。甘油物鏡（介質(zhì)折射率1.46）是在這種介質(zhì)中封裝的樣本的更佳選擇。

由于折射率匹配，甘油物鏡減少了散射和光損失，在廣泛的波長(zhǎng)范圍內(nèi)都具有較好的透明度，提高了圖像質(zhì)量和信號(hào)強(qiáng)度，因此可實(shí)現(xiàn)更深的成像深度（見(jiàn)圖3）。

圖2. 甘油物鏡與水鏡成像效果對(duì)比（深度：200微米），樣本來(lái)源伯楨生物bioGenous

配合校正環(huán)，我們還可以調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)以適應(yīng)封裝介質(zhì)的折射率變化，或者由于蓋玻片厚度或溫度變化引起的折射率變化。

在本期中，我們深入了解了類(lèi)器官成像領(lǐng)域，共聚焦顯微鏡物鏡的創(chuàng)新及其在觀測(cè)厚樣本中的重要應(yīng)用。我們還探討了如何通過(guò)選擇與樣本折射率相匹配的浸沒(méi)介質(zhì)來(lái)解決成像挑戰(zhàn)。甘油物鏡的應(yīng)用充分證明了技術(shù)發(fā)展如何促進(jìn)了成像質(zhì)量和深度的提升，開(kāi)辟了研究的新視野。

第二期我們將進(jìn)一步探索類(lèi)器官研究中的綜合成像解決方案，涵蓋自動(dòng)化樣本定位、高倍率成像的自動(dòng)轉(zhuǎn)換、三維結(jié)構(gòu)的高分辨率成像，以及如何借助AI圖像分析軟件挖掘圖像中的深層信息。

我們邀請(qǐng)您繼續(xù)與我們同行，深入顯微成像技術(shù)的新領(lǐng)域，共同揭開(kāi)細(xì)胞與生物分子研究的新奧秘。敬請(qǐng)期待我們的下一期內(nèi)容，將為您帶來(lái)更多精彩洞見(jiàn)。

圖3. 肺腺癌類(lèi)器官樣本，共聚焦成像，40x 甘油鏡，DAPI-細(xì)胞核，F-ACTIN-細(xì)胞膜，樣本來(lái)源伯楨生物bioGenous

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引用：

[1]https://www.nature.com/articles/s41578-021-00279-y

[2]https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35767871/

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