10 небольших улучшений умного дома, которые имеют большое значение
Sep 03, 202310 стилистических особенностей, которые делают фильмы Тима Бертона уникальными
Mar 17, 202315 лучших светодиодных масок для светотерапии, способных повернуть время вспять в борьбе со старением
Oct 23, 20232022 год
May 04, 202320 вещей, которые стоит сделать в Брюсселе в 2023 году
Nov 04, 2023Свет
Биология связи, том 6, Номер статьи: 502 (2023) Цитировать эту статью
4714 Доступов
39 Альтметрика
Подробности о метриках
Световая флуоресцентная микроскопия изменила нашу способность визуализировать и количественно измерять биологические процессы быстро и в течение длительных периодов времени. В этом обзоре мы обсуждаем текущие и будущие разработки в области флуоресцентной микроскопии световых листов, которые, как мы ожидаем, еще больше расширят ее возможности. Сюда входят интеллектуальные и адаптивные схемы визуализации, позволяющие преодолеть традиционные компромиссы при визуализации, т. е. пространственно-временное разрешение, поле зрения и здоровье образца. В «умной» микроскопии микроскоп самостоятельно решает, где, когда, что и как отображать. Далее мы оцениваем, как методы восстановления изображений позволяют преодолеть эти компромиссы и как световые микроскопы с «открытым верхом» могут обеспечить мультимодальную визуализацию с высокой пропускной способностью. Таким образом, мы прогнозируем, что световая микроскопия будет играть важную роль в биомедицинской и клинической визуализации в будущем.
За последние десятилетия микроскопы предоставили нам бесценную информацию о том, как биологические процессы организованы в пространстве и времени. Основным нововведением стало селективное мечение белков и липидов флуоресцентными маркерами1,2, что позволило использовать такие методы флуоресцентной микроскопии, как световая флуоресцентная микроскопия (или для краткости световая микроскопия)3. Световая микроскопия позволяет нам визуализировать, количественно и динамически отслеживать структурные компоненты in vivo4,5,6 и in vitro7,8,9. Основы световой микроскопии рассмотрены в нескольких обзорах10,11,12,13,14,15,16,17,18,19, но вкратце, она основана на ортогональном разделении путей освещения и обнаружения, что позволяет избирательно освещение всей плоскости изображения и одновременное широкопольное детектирование (рис. 1а).
Традиционная световая микроскопия, такая как трехобъективная микроскопия с селективным плоскостным освещением (SPIM), основана на ортогональном расположении освещения (синий; объективы освещения IL1 и IL2) и обнаружения (зеленый; объектив обнаружения DO). Это гарантирует, что осевое разрешение изображения в основном определяется толщиной светового листа (синий), что позволяет получать изображения больших образцов с широким полем обнаружения (зеленый) и хорошим оптическим срезом. Чтобы получить трехмерный объем, образец сканируется вдоль оси обнаружения либо путем перемещения самого образца, либо путем сканирования светового листа вместе с объективом на пути обнаружения. b – d Яркие примеры визуализации с помощью световых листов включают непрерывную долгосрочную визуализацию процессов развития эмбрионов мышей и рыбок данио, а также визуализацию очищенной ткани с субклеточным разрешением. b Кэти МакДоул и соавт.4 охарактеризовали клеточные движения, участвующие в развитии мышей, от ранней полоски (E6.5) до стадий сомитов (E8.5), визуализируя эмбрион мыши, экспрессирующий CAGTAG1, с помощью гистонового маркера (H2B-eGFP) в течение более 44 лет. час Масштабная линейка: 100 мкм. c Отдельные проекции из многопроекционной визуализации5 (три угла) растущей эмбриональной сосудистой сети рыбок данио, меченной флуоресцентным маркером сосудов (Tg(kdrl:EGFP), голубой) и маркером эритроцитов (Tg(GATA1a:dsRed), пурпурный) , изображения через 20 часов после оплодотворения (HPF) до 86 HPF. Масштабная линейка: 500 мкм d. Адам Глейзер и соавт.37 выполнили крупномасштабную визуализацию расширенного среза почки размером 3,2 см × 2,1 см и толщиной 1 мм. Области интереса с высоким разрешением позволили выявить морфологию клубочков (шкала шкалы: 40 мкм), сосудов (шкала шкалы: 80 мкм) и канальцев (шкала шкалы: 50 мкм). Повышенное разрешение из-за расширения было дополнительно продемонстрировано при многоканальном увеличении ткани, окрашенной DAPI (шкала шкалы: 100 мкм [вверху] и 20 мкм [внизу]). Таким образом, масштабные линейки указывают размеры нативной нерасширенной ткани. Панель b была адаптирована с разрешения Кэти МакДоул и др. (2018)4. Панель c адаптирована из Daetwyler et al. (2019)5. Панель d адаптирована из Glaser et al. (2019)37.