在反向光显微镜中最大化扩展组织的成像体积

科学领域:

• 生物医学成像技术 生物医学成像技术
• 显微镜技术 显微镜技术
• 细胞生物学 细胞生物学

背景情况:

• 扩展显微镜 (ExM) 通过在水凝中物理放大生物样本来增强纳米尺度成像.
• 传统的倒置共聚焦显微镜面临着ExM样品深度成像方面的挑战,原因是水环境中的客观工作距离有限.

研究的目的:

• 开发一种实用且具有成本效益的方法,用于使用标准倒置显微镜对膨胀显微镜样本进行高分辨率,深度体积成像.
• 为了应对折射率不匹配和有限的工作距离在成像放大生物样本所带来的挑战.

主要方法:

• 采用了反向水浸镜头,与化乙烯 (FEP) 薄膜创建的与折射率相匹配的光学路径相结合.
• 使用FEP薄膜,Immersol W,水和基于FEP的成像盘,采用稳定的沉浸设置.
• 使用点传播函数 (PSF) 测量和模拟来描述光学路径.

主要成果:

• FEP片引入了可纠正的像失焦的波面偏差,使得深度成像成为可能.
• 实现了微米以下的横向和轴向分辨率,图像质量稳定,深度超过800微米.
• 证明了4倍扩大的U2OS细胞和人类大脑器官的成功成像.

结论:

• 开发的系统提供了一个低成本的,插即用解决方案,用于ExM样品的高分辨率体积成像.
• 这种方法提高了使用标准倒置显微镜扩展生物标本深层组织成像的可访问性.
• 该方法有效地克服了扩展样本的成像深度和分辨率的先前限制.