LS18平鋪光片顯微鏡進(jìn)階應(yīng)用指南

從技術(shù)上講，所有成像步驟的目標(biāo)是期望以高通量方式拍攝理想分辨率（細(xì)胞到亞細(xì)胞）的細(xì)胞/器官/組織/完整實驗?zāi)Ｐ蛨D像。在眾多的成像技術(shù)中，光片顯微鏡（LightSheet Mciroscope, LSM）因其優(yōu)異的光切成像能力和高質(zhì)量的成像速度而特別適用于透明化組織或模式生物的 3D成像。實際圖像采集及應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)實驗需求平衡圖像質(zhì)量、采集數(shù)據(jù)量和采集時間，不言而喻更高分辨率的圖像會增加數(shù)據(jù)量及采集時間。而隨著檢測物鏡NA值的增加，橫向分辨率比軸向分辨率增加得更快，這使得保持空間分辨率各向同性變得更加困難。所以，LSM實際使用過程如何根據(jù)實驗需求選擇合理拍攝條件尤為重要。

锘海LS18平鋪光片顯微鏡不僅可以實時預(yù)覽和自動校準(zhǔn)光片，且可以根據(jù)用戶成像應(yīng)用需求靈活調(diào)整平鋪光片數(shù)量（1-10 tile），以滿足快速和高分辨成像的不同需求。通常在某一放大倍數(shù)下，通過選擇合適的平鋪次數(shù)得到的軸向分辨率，以接近橫向分辨率即可實現(xiàn)空間分辨率的各向同性，這種性能對于重要結(jié)構(gòu)信息的判斷尤為重要，對于原始信號的保真性也尤其重要，可以更大程度的減少光學(xué)畸變對原始信號的影響及數(shù)據(jù)的解讀、分析。

LS18平鋪光片顯微鏡具有各向同性分辨率的成像能力，但我們建議用戶應(yīng)在特定應(yīng)用中合理地選擇空間分辨率及平鋪次數(shù)，兼顧數(shù)據(jù)存儲、軟件圖像處理能力和數(shù)據(jù)分辨率之間的平衡，毋庸贅述圖像采集時間和數(shù)據(jù)量隨3D 空間分辨率和組織大小成比例增加。锘海LS18平鋪光片顯微鏡給予客戶更大權(quán)限的選擇，可靈活選擇少量平鋪、不平鋪傳統(tǒng)光片成像模式，可有效提高成像效率、縮短成像時間、減輕對數(shù)據(jù)存儲和處理壓力，對于僅僅是簡單定性或分辨率要求不高的成像實驗相對高效。同時亦可以選擇多次平鋪的專利模式，可以有效提升采集信號的各項等性空間分辨率，滿足高質(zhì)量數(shù)據(jù)的解讀需求，此類模式在同等空間分辨率條件下，成像效率、成像時間顯著優(yōu)于傳統(tǒng)光片對數(shù)據(jù)的采集。

通過比較圖像采集和圖像重建過程，可以清楚地揭示使用常規(guī)光片顯微鏡和平鋪光片顯微鏡在相同空間分辨率下對相同樣本體積進(jìn)行成像的不同效率。

• 針對大組織樣本成像時，傳統(tǒng)光片顯微鏡空間分辨率和成像視野之間存在矛盾

• 鏡锘海LS18 平鋪光片顯微鏡，在保持大的成像視野、快的成像速度的情況下
  使用薄的光片厚度，實現(xiàn)大組織樣本高分辨率成像
  

以往我們的標(biāo)準(zhǔn)配置以高質(zhì)量的各向同性分辨率成像設(shè)置（標(biāo)準(zhǔn)模式）為主，目前考慮到客戶多樣化的需求，更加靈活的專家模式即將開放給廣大用戶。以下展示一組成像結(jié)果的對比用于說明不同平鋪次數(shù)成像模式之間的差異，可以讓大家更直觀地了解平鋪所帶來空間分辨率優(yōu)勢所在：

使用锘海LS18平鋪光片顯微鏡對透明化Thy1-eGFP 小鼠脊髓成像（6.3X），分別使用平鋪6次（6 tile，上行圖像）和1次（1 tile，下行圖像）模式進(jìn)行對比，如圖橫向（A-B）和軸向（C-D）更大強度投影（MIP）。（C）和（D）中選定區(qū)域（黃色）的放大視圖分別為（E）和（F），即使是較小胞體的形態(tài)在6 tile模式下依舊清晰可辨，但是在1 tile模式下會丟失部分信息，但是毫無疑問1 tile的速度相比于6 tile模式至少可提升6倍之多！

平鋪 LSM 比傳統(tǒng) LSM 更有效地對具有高空間分辨率的透明化組織進(jìn)行成像，因為通過平移光片而不是樣本來減少對樣本的擾動，這樣更快、更準(zhǔn)確、更靈活。锘海LS18平鋪光片顯微鏡可以與所有組織透明化方法兼容，并且可以靈活地滿足不同的成像需求，可通過相位調(diào)制對光片進(jìn)行自動校準(zhǔn)，因此也很可靠且易于操作。

锘海LS18平鋪光片顯微鏡不僅注重3D成像能力，滿足從透明化大組織中獲得所需的數(shù)據(jù)，同時還注重優(yōu)化和調(diào)整成像性能的能力，使得顯微鏡更靈活的兼容各類應(yīng)用場景。與其他光片顯微鏡不同，LS18平鋪光片顯微鏡采用專利的光學(xué)設(shè)計和相位調(diào)制方法，使其在透明化組織成像方面的能力、可靠性和靈活性更高。與其他光片顯微鏡相比，LS18平鋪光片顯微鏡具有多項先進(jìn)功能：首先，基于自主研發(fā)的平鋪專利技術(shù)，與傳統(tǒng) LSM 相比，平鋪光片用于樣品照明時空間分辨率和成像效率可以同時得到提高，解決空間分辨率與丞相速度之間的矛盾。其次，檢測物鏡NA、檢測放大倍率和激發(fā)光片平鋪次數(shù)可輕松調(diào)節(jié)，使顯微鏡能夠以微米級到亞微米級的空間分辨率對厘米級的透明化組織進(jìn)行3D成像。第三，由二進(jìn)制空間光調(diào)制器 (SLM) 進(jìn)行相位調(diào)制生成的照明光，可滿足樣品照明時靈活的的平鋪光片數(shù)量需求，且調(diào)制便捷只需要軟件參數(shù)設(shè)置，無需任何硬件調(diào)試。此外，通過 SLM 的相位調(diào)制，可校正幾乎所有的對準(zhǔn)誤差，這重要的保障了光片顯微鏡成像性能的穩(wěn)定性及成套系統(tǒng)可靠性。顯微鏡與所有組織透明化方法兼容，并且很容易適應(yīng)通過不同方法得到的不同形狀和機械強度的組織成像。

參考文獻(xiàn)

Chen Y, Li X, Zhang D, et al. A Versatile Tiling Light Sheet Microscope for Imaging of Cleared Tissues. Cell Rep. 2020;33(5):108349. doi:10.1016/j.celrep.2020.108349Susaki EA, Ueda HR. Whole-body and Whole-Organ Clearing and Imaging Techniques with Single-Cell Resolution: Toward Organism-Level Systems Biology in Mammals. Cell Chem Biol. 2016;23(1):137-157. doi:10.1016/j.chembiol.2015.11.009

锘海LS18平鋪光片顯微鏡 ——專為透明化樣品設(shè)計的高速高分辨三維熒光顯微鏡成像系統(tǒng)

針對透明化樣品的3D熒光成像，采用與西湖大學(xué)高亮（平鋪光片技術(shù)發(fā)明人）實驗室共同研制的光片顯微鏡Nuohai LS 18，其運用創(chuàng)新的平鋪光片技術(shù)，克服了傳統(tǒng)光片顯微鏡中空間分辨率、光學(xué)層析能力和成像視野大小之間的矛盾，從而獲得均勻高分辨率的3D熒光圖像，廣泛應(yīng)用于腦科學(xué)、腫瘤學(xué)、藥物研發(fā)、干細(xì)胞研究、組織胚胎學(xué)、組織病理診斷等各個領(lǐng)域。

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