研究人員開(kāi)發(fā)新型熒光顯微鏡：更適用于觀(guān)測(cè)活體細(xì)胞

研究人員開(kāi)發(fā)新型熒光顯微鏡：更適用于觀(guān)測(cè)活體細(xì)胞

IT之家 9 月 11 日消息，德國(guó)比勒費(fèi)爾德大學(xué)日前開(kāi)發(fā)出一種熒光顯微鏡，利用結(jié)構(gòu)照明在寬視場(chǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行快速超分辨率成像，其主打“觀(guān)測(cè)活體細(xì)胞”，并支持“高速成像”，據(jù)稱(chēng)“可同時(shí)捕捉多個(gè)活細(xì)胞的高分辨率圖像，有助于分析不同藥物及其組合對(duì)人體的影響”。

研究人員 Henning Ortkrass 聲稱(chēng)，這款顯微鏡是研究慢性病患者及老年人藥物的 EIC Pathfinder OpenProject DeLIVERY 項(xiàng)目一部分，該項(xiàng)目旨在開(kāi)發(fā)一個(gè)平臺(tái)，用于研究個(gè)體患者的多重用藥情況。

▲ 德國(guó)比勒費(fèi)爾德大學(xué)目前部署的這套顯微鏡使用熒光照明，因此

據(jù)悉，這種新型顯微鏡基于超分辨結(jié)構(gòu)照明顯微鏡（SRSIM），利用結(jié)構(gòu)化的光模式激發(fā)樣品中的熒光，實(shí)現(xiàn)超越光衍射極限的空間分辨率，該顯微鏡相當(dāng)適合活細(xì)胞成像，其采用低功耗激發(fā)，而傳統(tǒng)顯微鏡成像功耗較大，容易對(duì)樣本自身產(chǎn)生傷害。

為了實(shí)現(xiàn)寬視場(chǎng)的高分辨率，新型顯微鏡利用 AI，從一組原始圖像中重建超分辨圖像。這些原始圖像是通過(guò)使用一組六根光纖，以正弦條紋圖案照射樣品獲得，從而令分辨率提高了兩倍，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)快速成像，并與活細(xì)胞成像兼容。

IT之家經(jīng)過(guò)查詢(xún)得知，目前相關(guān)成果已經(jīng)發(fā)布在 Optica 出版集團(tuán)的《光學(xué)快報(bào)》（Optics Express）雜志上，研究表明，該儀器在肝細(xì)胞成像測(cè)試中，視場(chǎng)可達(dá) 150 x 150 μm2，成像速率高達(dá) 44 Hz，同時(shí)保持小于 100 nm 的時(shí)空分辨率。

▲ 眼睛就人員在雜志中展示的肝細(xì)胞成像，圖源 Optics Express

研究人員同時(shí)在雜志中展示了新型顯微鏡裝置對(duì)固定的多色染色肝細(xì)胞進(jìn)行的成像。圖像顯示了細(xì)胞的微小膜結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)小于光的衍射極限。

《光學(xué)快報(bào)》聲稱(chēng)，使用這種新型顯微鏡，研究人員可以在離體細(xì)胞上測(cè)試單個(gè)藥物組合，然后進(jìn)行超分辨率成像，觀(guān)察細(xì)胞膜特征或細(xì)胞器的動(dòng)態(tài)變化。大視場(chǎng)可以提供有關(guān)細(xì)胞反應(yīng)的統(tǒng)計(jì)信息，這些信息可用于改善個(gè)性化醫(yī)療保健，它還可用于非常重要的高分辨率臨床應(yīng)用。

研究人員下一步計(jì)劃將該顯微鏡裝置應(yīng)用于肝細(xì)胞的活細(xì)胞研究，以觀(guān)察接受多種藥物治療的細(xì)胞的動(dòng)態(tài)變化。他們還計(jì)劃改進(jìn)圖像重建過(guò)程，以完成對(duì)獲取的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)重建。