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應(yīng)用領(lǐng)域 | 醫(yī)療衛(wèi)生,生物產(chǎn)業(yè),電子,航天 |
光片(light sheet)顯微鏡模組
光片熒光成像顯微鏡(light sheet microscope)是一種快速而柔和的成像技術(shù)。該技術(shù)憑借優(yōu)異的三維成像能力、分辨率、更低的光漂白性和光毒性被廣泛的用于生物醫(yī)學(xué)研究等領(lǐng)域。
光片顯微鏡的(LSFM或SPIM)與傳統(tǒng)顯微鏡的不同在于激發(fā)光的照明方式,照明光路與探測光路垂直放置, 它的照明光是與一張與成像面平行的薄薄的光片,只有焦平面的樣品被照亮,而其上下的樣品不受影響。和傳統(tǒng)熒光照明方式相比,光片照明有如下優(yōu)點:
1)提高了圖像和背景的反差(Signal-to-Background Ratio) 和軸向分辨率:光片照明技術(shù)保證了焦平面上下的樣品不會被激發(fā),具備和共聚焦顯微鏡類似的光學(xué)切片功能;
2)減少了光漂白和光毒性:與傳統(tǒng)的熒光照明技術(shù)相比,光毒性可以被降低20-100倍,這樣,我們就能在更接近生理狀態(tài)的條件下,對活體生物樣品進行長時間的三維成像;
3)與激光共聚焦和雙光子顯微鏡使用低QE的PMT的點掃描成像相比,光片顯微鏡使用高QE的CCD或sCMOS相機進行面成像,大大提高了成像速度和圖像的信噪比。共聚焦需要幾分鐘甚至幾小時才能拍完的樣品,用光片顯微鏡只需要幾秒到幾分鐘。因此,光片顯微鏡也特別適合用于大樣品成像。
在多數(shù)光片系統(tǒng)中,光學(xué)元件是固定的,需要移動樣品 (或使光片從xyz方向掃過樣品) 來獲得完整的3D圖像。通過移動或旋轉(zhuǎn)樣品,可以對大樣品進行成像,并從多個角度拍攝,將這些多視角圖像通過特別算法融合在一起后,能夠進一步提高圖像分辨率,并修正一些光片技術(shù)*的缺陷。
光片顯微鏡的搭建的主要困難在于各個組件的同步,例如相機和平移臺,激光和光片的產(chǎn)生等。為了方便客戶自主搭建該設(shè)備,上海昊量光電設(shè)備有限公司推出了光片顯微鏡模塊組件,客戶只需按照自己的需求購買激光激發(fā)光源,相機就可完成該系統(tǒng)的搭建,如有需要錢也提供整套解決方案。昊量光電推出的模塊主要包塊一下幾款產(chǎn)品:
1)雙向倒置光片顯微鏡模塊(DISPIM)
DISPIM是一款靈活的易于安裝的光片顯微鏡組件,該組件安裝到倒置顯微鏡上時可實現(xiàn)雙向觀測。該組件兩個物鏡垂直放置在開放式培養(yǎng)皿的樣品上方,物鏡與垂直方向成45°。該組件可以放置在常規(guī)倒置顯微鏡的頂部,也可安裝在我們提供的RAMM/MIM框架組件上。
該組件有兩種配置:
①單面系統(tǒng)(iSPIM)
該系統(tǒng)一個物鏡通過常規(guī)的振鏡產(chǎn)生移動光片,使光片穿過樣品,通過振鏡移動光片同時移動壓電物鏡掃描臺完成3D成像。該系統(tǒng)圖像獲取樣品迅速,低成本,但是軸向分辨率低于XY平面分辨率。
②雙面系統(tǒng)(diSPIM)
在該系統(tǒng)中兩邊都包含光片掃描儀、壓電物鏡掃描臺和相機,在實驗中兩個物鏡交替用于照明和檢測,同時在正交方向獲得樣品的圖像,并且將兩個方向的收集的數(shù)據(jù)集進行計算合并生成各向同性的3D圖,如果實驗需要也可以單面模式運行。該模塊XY&Z軸都具有較好的分辨率,但是需要購置更多的硬件,且后期需要更多的圖像處理。
2)透明組織光片顯微鏡(ct-SPIM)
該光片顯微鏡的外形結(jié)構(gòu)與diSPIM/iSPIM結(jié)構(gòu)類似,但是不包括倒置顯微鏡。該系統(tǒng)配置經(jīng)過優(yōu)化可對透明組織進行成像。樣品放置在電動XYZ平臺上,由于樣品尺寸較大,平臺掃描是其成像的可行方式。采集速度受相機幀頻限制。該模塊也是擁有兩種不同配置,即單面成像和雙面成像系統(tǒng)。
3)傾斜單面光片顯微鏡(OSPIM)
OSPIM系統(tǒng)是一個單面光片系統(tǒng),上面物鏡以60°傾角安裝在RAMM框架上,底測顯微鏡物鏡用于產(chǎn)生光片,該平臺可以安裝在商業(yè)上的倒置顯微鏡上。
此外還提供了搭建光片顯微鏡中常用的模組,
1)光纖耦合激光掃描儀
光纖耦合激光掃描儀是一款緊湊而通用的2D掃描單元。設(shè)計適用于生成SPIM光片。用戶提供的光束通過標(biāo)準(zhǔn)光纖連接器進入掃描儀,通過二維MEMS掃描鏡掃描成光片。掃描儀通常使用C型接口連接到顯微鏡上。
2)多重浸漬物鏡
該物鏡主要設(shè)計用于光片顯微鏡檢查透明組織樣品。由于物鏡具有*的彎曲表面,因此物鏡可以在沒有任何校正環(huán)的情況下工作在任何折射率的介質(zhì)中。物鏡可以浸入到苛刻的介質(zhì),例如DBE和BABB。