来自海洋生物实验室(MBL)的研究人员通过使用简单的镜像技术和不太容易的计算分析,显着地提高了光学显微镜的效率,分辨率和速度,并具有广泛的应用,可以获得更好的成像的胚胎和活细胞。
来自美国国家生物医学成像与生物工程研究所(NIBIB)的Hari Shroff表示:“从某种意义上说,这种技术不是那么容易”。使用市售的镜子盖玻片代替玻璃盖玻片来生长生物样品。
然后将样品安装在Shroff实验室演讲中发明的双视倒置选择平面照明显微镜(diSPIM)上,该显微镜由两个物镜组成,两个物镜提供样品的垂直视图。
在通常的diSPIM设置中,一张薄薄的光线通过一个物镜被传输到样品上,而图像被位于第二物镜后面的相机收集。然后物镜的功能交替如下:样品的一个薄片被一个物镜沿垂直方向照射,而另一个物镜照射它。
或者,在镜像盖玻片的情况下,样品中的透射光以及由其产生的荧光反射离开镜子,使得样品的四个互补视图可以由两个物镜同时收集。
这显着地提高了显微镜的光收集效率并使其速度加倍,这有利于对快速移动的生物样品和低光处理进行成像。
在收集更多信息的同时实现高速度只是战斗的一半:要求产生图像的技术的计算分辨率。芝加哥大学的Patrick LaRivière领导团队开发了一种算法,以优化空间分辨率,并融合三个维度(x,y和z)的视图。
LaRivière建议说这个计算对于这项技术是非常有用的。他进一步补充道:“虽然镜子把摄影机所摄取的信息放大了,但它也带来了一些通常不会出现的污染,我们能够展示的是通过正确建模过程 - 基本上是将显微镜转换成数学 - 我们可以有效地消除污染,并恢复所有的信息(由相机拍摄)。“
该技术的适用性由团队通过对多种活体样本进行成像来证明,例如线虫胚胎和高尔基体中的钙活性,细胞中的微管,膜和线粒体动力学。