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Beijing Chaoweijing Biotechnology Co., Ltd
Publicado por el microscopio de dos fotones miniaturizado de campo de visión milimétrico
Fecha:2025-05-28Leer:0
El 20 de septiembre de 2023, el equipo de Cheng Heping - Wang Aimin de la Universidad de Pekín publicó en línea en la revista académica Optics Express un trabajo de investigación titulado "millimeter Field - of - View Miniature two - PHOTON Microscopy for Brain Imaging in Freely Moving mice", que reveló el principio de diseño y el rendimiento de imagen del último Microscopio de dos fotones miniaturizado de campo de visión de imágenes milimétricas en hiperdimensión fhirm - LF. Esta sonda de microscopio de dos fotones en miniatura, que integra micro - objetivo de baja potencia, espejo de escaneo de campo de visión grande, ángulo de inclinación de micro - microelectromes y otras características, pesa solo 2,5 gramos y tiene un campo de visión de imagen de 1000 × 788 μm2, lo que proporciona una poderosa herramienta de observación para estudiar la función dinámica de la población neuronal cerebral en el paradigma del comportamiento libre de los animales pequeños. Zhao chunzhu, investigador asistente de la escuela de tecnología futura de la Universidad de pekín, es el primer autor de la tesis, y Wang Aimin y Wu runlong de la Universidad de Pekín son los coautores de la tesis.
Captura de pantalla de la tesis en línea
Datos de alta calidad disponibles en la visión milimétrica
El microscopio de un solo fotón miniaturizado típico es conocido por su campo de visión milimétrico, mientras que el microscopio de dos fotón miniaturizado tiene ventajas más significativas en la resolución de imagen, profundidad y capacidad de corte de capas. El último microscopio de dos fotones miniaturizado de campo milimétrico fhirm - LF de hiperescena logra la fusión de las dos ventajas. Al diseñar un objetivo de baja potencia, un espejo de escaneo de campo de visión grande y reducir el ángulo de inclinación de la microelectrónica, fhirm - LF logró 1000 × 788 micras.2Campo de visión de imágenes. Con esta sonda de microscopio, los autores están en 1000 × 788 micras2Se observaron imágenes de alta resolución de neuronas, dendríticas y espinas dendríticas en la corteza cerebral del ratón fuera del campo visual (figura 1).
Figura 1. a) imagen de la sonda fhirm - lf; B) a 1000 × 788 micras2Imagen neuronal de expresión gcamp6s en la corteza cerebral de ratones despiertos bajo el campo visualV;C) imagen de las vértebras dendríticas y las espinas dendríticas de la corteza cerebral de los ratones transgénicos thy1 - ypfh despiertos.
Imágenes de alta calidad de gran campo de visión bajo Grin Lens
En las imágenes microscópicas retransmitidas por la lente del índice de refracción gradiente Grin lens, la distorsión introducida por Grin Lens reducirá en gran medida la calidad de la imagen. Para probar el efecto de la sonda fhirm - LF bajo Grin lens, los autores observaron neuronas del hipocampo en ratones de movimiento libre a través de imágenes de retransmisión Grin Lens (figura 2). Con un campo de visión de la sonda de imagen de 1000 × 788 μm2, una tasa de fotogramas de imagen de 9 Hz y 600 × 512 píxeles, su campo de visión efectivo alcanza alrededor de 900 × 788 μm2, aunque el rango del campo de visión de imagen se ve ligeramente afectado por el efecto de desvanecimiento del propio Grin lens. A través del registro de imágenes de la subregión CA1 dorsal del hipocampo de ratones de movimiento libre a través de Grin lens, esta sonda de imagen fhirm - LF realiza una adquisición de alta calidad de un total de aproximadamente 400 datos instantáneos de calcio neuronal, con una relación señal - ruido promedio de 9,2 y una relación señal - ruido instantánea de Calcio neuronal superior a 3 en el 98% de estos datos originales.
Figura 2. imagen de retransmisión de CA1 dorsal del hipocampo de ratones en movimiento libre a través de Grin Lens de 1 mm de diámetro. Los ratones en movimiento libre fueron grabados por imágenes durante 18,3 minutos consecutivos utilizando fhirm - lf, que muestra los 395 mapas de segmentación neuronal registrados yCa2 +Rastros y muestra la relación señal - ruido del calcio transitorio de estas neuronas.
Zoom libre de 500 micras de profundidad en el campo milimétrico
El sistema de microscopía de dos fotones en miniatura de paisaje súper tridimensional está equipado con un avanzado módulo ETL de zoom axial. Utilizando el principio de la lente líquida, se realiza el registro simultáneo de imágenes de neuronas en diferentes capas funcionales de la corteza cerebral con un microscopio de dos fotones miniaturizado. En combinación con el módulo ETL de zoom extraíble, el rango de zoom axial de la sonda de Campo Grande milimétrico fhirm - LF se amplió a 500 micras, logrando una adquisición de 1000 × 788 × 500 micras en la imagen de la corteza cerebral del ratón.3Imagen neuronal del volumen (figura 3). Y después de llevar el módulo ETL de zoom, la microscopía de dos fotones todavía mantiene la resolución de imagen constante con la capacidad de acercarse al límite teórico de difracción.
Figura 3. fhirm - LF combinado con un módulo ETL zoom extraíble para la corteza de ratones despiertos 1000 × 788 × 500 μm3Imagen de volumen tridimensional.