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法國Phaseview公司Alpha3 3D光片顯微成像系統(tǒng)

近年來，隨著生命科學研究的不斷深入，研究人員逐漸意識到小范圍的2D平面成像并不能*反映組織的生物學狀態(tài)，而采用傳統(tǒng)的連續(xù)切片法又很容易導致樣品扭曲變形，同時，傳統(tǒng)的激光共聚焦等基于點掃描的顯微成像方法在成像速度及光毒性方面也存在很大缺陷，因此，缺乏直接的3D成像手段成為困擾各研究者的一大難題。在這一背景下，研究人員迫切需要一種能夠實現(xiàn)大尺寸樣本、快速掃描、深度成像、高分辨率3D動態(tài)圖像輸出、無需切片、低光毒性的熒光顯微技術。而法國Phaseview公司的Alpha3 3D光片顯微成像系統(tǒng)則很好地滿足了這些需求，借助Alpha3系統(tǒng)，發(fā)育學家可以觀察到動物模型各個階段的組織狀態(tài)，神經(jīng)學家能夠輕松的研究神經(jīng)元的再生能力并探究新的神經(jīng)傳導途徑，腫瘤學家可以準確的篩選血管抑制劑類藥物，免疫學家能夠研究淋巴系統(tǒng)整體的發(fā)育過程。Alpha3除了可以觀察透明化的樣品外，還可以實現(xiàn)動物的在體成像。對于表達內(nèi)源性熒光蛋白或者標記了熒光抗體的組織也可以快速便捷地成像。

從原理上來講，3D光片顯微技術與傳統(tǒng)的寬場顯微技術或共聚焦顯微技術有很大不同，后兩者需要照射或掃描成像目標物中的整個樣本，而光片顯微鏡只需要用薄層光（實際上為2D）從側邊照射樣本。隨后從樣本的上部或下部檢測所產(chǎn)生的熒光信號，檢測方向與薄層光線的照射方向相垂直。因此，該技術的光學層析能力（optical sectioning，即z層面上樣本結構的分辨能力）不像共聚焦成像技術那樣取決于焦點處光子的采集，而是來自于在開始時每次僅激發(fā)一個層面上的熒光基團。換言之，光片顯微技術只會激發(fā)一個焦平面上或旁邊的分子，因此大大降低了光毒性，并且提高了長時間對活體樣本進行成像的能力。基于3D光片熒光顯微鏡本身的技術特點，該系統(tǒng)極大程度上滿足了快速、大體積3D成像、低光毒性及長時間成像的需要。

簡而言之，光片熒光顯微技術能夠以很高的三維分辨率對生物樣本進行長時間的、較為溫和的3D成像。特別是當該技術與高速照相機相結合時，就能夠快速地捕捉細胞或亞細胞水平上的動態(tài)變化。

主要優(yōu)勢：

大尺寸3D樣本成像，無需切片，樣本大體積：10mm×10mm×10mm

專利的遠程數(shù)字鏡頭技術并結合激光片層掃描系統(tǒng)，避免樣本震動干擾，3D重構準確性高

100幀/秒的超高圖像采集速度，快速記錄樣品每一時刻的狀態(tài)

厚度可調的激發(fā)光片層，很大程度降低光毒性及光漂白作用

具有超高的時空分辨率

高靈活性，從在體成像到大體積透明化樣本成像

宏觀至微觀*成像，能夠以亞細胞分辨率對整個器官成像同時也可以對非常小的樣本進行成像

兼容市面上所有的透明化溶劑

*的通過光學目鏡進行活體觀察的功能

長時程在體成像時的環(huán)境（溫度、CO₂）控制功能

軟件系統(tǒng)：圖像捕獲和3D圖像處理，如3D重構、去卷積、3D渲染、3D延時拍攝等

通過多波段陷波濾光片實現(xiàn)超快多通道圖像采集

應用領域：

1、模式動物整體3D成像：果蠅，斑馬魚，線蟲等；

2、動物器官3D成像：心臟、腦、眼、耳等器官發(fā)育；

3、神經(jīng)生物學研究：大腦和神經(jīng)活性的3D功能成像；

4、3D高分辨率、高速實時成像：透明化樣本3D成像、熒光標記的活體樣本的結構特性、微弱熒光信號的高速3D成像；

5、3D細胞長時程培養(yǎng)實時成像；

6、免疫生物學研究：淋巴結成像，抗原抗體成像等

7、形態(tài)和發(fā)育生物學研究：胚胎成像；

8、細胞動態(tài)過程的快速成像，例如：細胞遷移、血流、血管發(fā)育、Ca2+成像

9、海洋生物熒光成像：海鞘、魷魚、浮游生物及扁形蟲

10、植物生物學研究：觀察敏感的發(fā)育過程和執(zhí)行生理測量

11、藥物藥理毒理及藥代動力學研究