长距离工作,高收集效率的三光子显微镜用于in vivo斑马鱼和有机体的长期成像

科学领域:

• 生物医学成像技术 生物医学成像技术
• 神经科学是一个神经科学.
• 显微镜技术 显微镜技术

背景情况:

• 斑马鱼和有机体是生物研究的重要模型系统,需要先进的成像能力.
• 现有的三光子显微镜系统在工作距离和光收集效率方面存在局限性,这阻碍了深层组织成像.
• 对于研究动态生物过程而言,需要采用具有光毒性降低的非侵入性高分辨率成像技术至关重要.

研究的目的:

• 开发和描述一种新的长距离工作,高收集效率的三光子显微镜 (LH-3PM) 系统.
• 为了克服传统的三光子显微镜的局限性,用于成像小模型生物,如斑马鱼.
• 为了证明LH-3PM在捕捉神经元活动中的增强能力,减少光漂白和光毒性.

主要方法:

• 开发一种长距离工作的客观镜头,与高效的光收集系统相结合.
• 实施三光子激发以深层组织透和减少散射.
• 描述LH-3PM系统的性能,包括工作距离,收集效率,光毒性和光漂白.

主要成果:

• 在20毫米的工作距离下,LH-3PM系统实现了58%的光收集效率,显著优于现有系统.
• 观察到光毒性降低和光漂白,使神经元活动的准确和持续捕获成为可能.
• 对性斑马鱼的成像揭示了持续的神经活动,增加的神经同步,以及在一个小时内更高数量的活动峰值.

结论:

• 开发的LH-3PM系统为小型模型生物的深层组织成像提供了显著的进步.
• LH-3PM促进了神经元活动的全面,长期成像,为神经元编码机制提供了新的见解.
• 这项技术为探索复杂的生物现象 in vivo 开辟了新的途径,以前所未有的细节和最小的样本损伤.