تصویربرداری سه بعدی با میکروسکوپ نوری

تصویربرداری سه بعدی با میکروسکوپ نوری

  روش استاندارد برای تشکیل تصاویر سه بعدی در نمونه های سالم و زنده مانند مغز، اسکن یک نقطه نوری با دیافراگم عددی بالا (NA) در موقعیت های مختلف در یک حجم مورد نظر است. به عنوان مثال، اسکن شطرنجی متوالی صفحات منفرد اغلب در میکروسکوپ کانفوکال برای بازسازی یک حجم استفاده می شود. با این حال، این رویکرد برای تصویربرداری با سرعت بالا به طور فزاینده‌ای چالش‌برانگیز می‌شود، هم به این دلیل که اسکنرها شروع به فراتر رفتن از محدودیت‌های فیزیکی می‌کنند، و هم زمان یکپارچه‌سازی در هر پیکسل به طور ناپدیدکننده‌ای کوچک می‌شود و به طول عمر فلورسانس بسیاری از فلوروفورها نزدیک می‌شود. داده ها با استفاده از روشنایی موازی چندین منطقه به طور همزمان. در میکروسکوپ چند فوتونی (بخش 5)، این رویکرد اشکال مختلفی به خود گرفته است، از اسکن چند نقطه ای382383 گرفته تا تصویربرداری با برد محوری گسترده. صفحه داخل نمونه، دستیابی به برش نوری با ایجاد یک تصویر متمرکز از این صفحه روشن بر روی یک آشکارساز دوربین. این رویکرد زمان ادغام در هر پیکسل را در مقایسه با اسکن نقطه به میزان زیادی افزایش می‌دهد، در حالی که روشنایی انتخابی آن فقط از صفحه‌ای که تصویر می‌شود، میکروسکوپ ورق نوری را به ویژه در نور کارآمد می‌کند.381

میکروسکوپ ورقه نوری به طور سنتی برای تصویربرداری از بافت های پاک شده استفاده می شود (بخش 2.2)، که در آن تولید یک صفحه نوری نازک و تمرکز بر روی این ورقه نوری با یک هدف دوم متعامد برای نمونه هایی تا اندازه کل مغز موش نسبتا ساده است. 0.387388 کاربرد دیگر تصویربرداری از ارگانیسم‌های کوچک مانند جنین مگس سرکه و گورخرماهی در طول رشد اولیه و همچنین برای تصویربرداری عملکردی در مغز و قلب لارو گورخرماهی بوده است. هم اندازه نمونه و هم هندسه را محدود می کند. سرعت تصویربرداری سه بعدی نیز به دلیل نیاز به ترجمه نمونه از طریق صفحه نور یا اسکن صفحه نور همزمان با تغییر موقعیت صفحه کانونی تشخیص محدود می شود. رویکردی که بر این محدودیت‌های سرعت و هندسه غلبه می‌کند، میکروسکوپ تحریک مسطح هم‌فاصله هم‌تراز (SCAPE) است، یک رویکرد صفحه نوری تک هدف، که از یک اسکن هم کانونی استفاده می‌کند تا یک صفحه نور تابشی مایل در نمونه را اسکن کند. کنار هم، در حالی که تصویر صفحه مایل اسکن شده، چرخانده شده و بر روی صفحه یک دوربین سریع نقشه برداری می شود [شکل. 20(a)]. 354,355 هدف منفرد و ثابت سیستم به طیف وسیعی از نمونه های دست نخورده اجازه می دهد تا در هندسه عمودی یا معکوس تصویربرداری شوند و نیازی به مهار یا ترجمه فیزیکی نمونه ندارد. این رویکرد امکان میکروسکوپ سه بعدی طیف وسیعی از موجودات زنده را با سرعت تا 300 حجم در ثانیه فراهم می‌کند و از سمیت نوری کم مرتبط با تحریک ورق نور و راندمان نور بالا برای ثبت دینامیک [خطای پردازش ریاضی] و همچنین حرکت سه بعدی استفاده می‌کند. رفتار حیوانات