組織透明化策略已廣泛應用于固定組織的熒光成像研究,大大提升了成像深度與分辨率。然而,現有多數組織透明化試劑對活細胞具有毒性,限制了其在活組織中的應用。盡管已有研究利用高吸光性染料(如 Tartrazine)實現了活體動物皮膚的光學透明,但此類試劑滲透壓遠高于生理水平,無法用于正常生理狀態下的實時功能成像。
近日,日本九州大學 Takeshi Imai 教授團隊研發出一種名為 SeeDB Live 的新型活體透明化試劑。該研究通過對牛血清白蛋白(BSA)為核心的透明化試劑進行系統篩選與優化,以調控細胞外液折射率、最小化光散射、維持生理性滲透壓為核心思路,成功建立了 SeeDB-Live 活體透明化技術,可在完全維持細胞生理活性與正常生理行為的前提下,對活體哺乳動物組織(包括腦切片及活體小鼠大腦)實現深層、高分辨率共聚焦以及雙光子熒光成像,為活體組織微創三維深層成像與功能機制研究(如在體鈣成像與電壓成像)提供了全新技術平臺。相關成果發表于國際著名期刊 《Nature Methods》。
期刊
在該研究中,研究人員依托雙光子顯微成像系統,對透明化效果及活體樣品生物活性維持能力進行了多維度驗證與對比測試。Evident FLUOVIEW 雙光子顯微鏡(搭配雙光子專用物鏡XLPLN25XWMP)與新一代FV5000 智能全光譜共聚焦顯微鏡(搭配 LUPLAPO25XS 等高性能成像物鏡),在獲取高分辨率深層組織圖像中發揮了支撐作用。文章表明,新型樣品處理技術與高端光學設備的組合,能夠幫助科研人員更清晰準確地揭示生命活動的微觀本質,也充分展現了 Evident 優異的物鏡性能與整體成像解決方案。
研究團隊在優化透明化試劑時發現,當活體哺乳動物細胞外介質折射率調至 1.365 時,組織透明度達到最優,這印證了細胞質與胞外液折射率匹配是降低光散射的核心原理。這一思路同樣適用于成像物鏡設計:Evident 于 2018 年推出的硅油物鏡,正是基于折射率匹配原則開發,采用與常規生物樣品折射率高度接近的硅油作為工作介質,覆蓋 25X–100X 多檔倍率。其中 25X 硅凝膠物鏡突破性實現半固態介質應用,在長時程成像、多物鏡便捷切換等場景中具備優勢。

硅油的介質折射率匹配樣品,深層成像更優

硅凝膠物鏡提供多種介質選擇,凝膠介質可應對大視野和超長時間成像。

Hela細胞球成像對比,硅凝膠物鏡呈現更深的成像深度和分辨率。左圖來自LUPLAPO25XS, 右圖UPLXAPO20X。
針對大體積深層成像中組織光散射嚴重的問題,Evident TruResolution 物鏡方案也可有效優化成像質量。其搭載的物鏡配備自動球差校正環,能夠隨成像深度變化實時動態校正,持續獲得更高質量的深層組織圖像。IX85顯微鏡機架,標配電動校正功能,可兼容適配大多數帶有校正環的物鏡,全新25X透明化油鏡,通過校正環的調節,適配高達1.56的介質折射率和油性透明化試劑,是固定組織追求深層高分辨率的不錯之選。

奧偉登(Evident)傳承百年奧林巴斯光學底蘊,堅守核心光學設計與開發陣地,精準直面科研應用痛點,持續攻堅前沿技術。以光學匠心驅動創新,以專業方案破解難題,助力生命科學等領域探索更清晰的微觀世界,邁向更高精度的成像未來。
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