2021年9月2日消息,大阪大学开放和跨学科研究计划研究所跨维度生命成像部门的研究人员创建了一种光学成像系统,可以在单个图像中捕获前所未有数量的细胞。这项工作为同时观察具有微米分辨率的多细胞种群的厘米级动力学提供了一个有价值的工具,以了解单个细胞的功能。


“传统的生物显微镜最多可以观察 1000 个细胞,视野限制在几毫米。我们的设置使用由带有微距镜头的高像素相机驱动的机器视觉,”该研究论文的第一作者 Taro Ichimura 说。


新型生物显微镜可解析厘米级 FOV 中的微观细节:0.01% 的异常也能检测到

小鼠脑切片的多色图像,其中有两个区域由浅蓝色方块表示,即大脑皮层 (A) 和海马体 (B)。这些显示在全脑图像(左)和数字放大 5 倍(中)中。5 倍图像中浅蓝色方块的局部区域被进一步数字放大5 倍(右)。红色、绿色和蓝色分别代表由兴奋性投射神经元中的红色荧光蛋白表达、抑制性中间神经元中的绿色荧光蛋白表达和附着于核 DNA 的 Hoechst 33342 引起的荧光。由 T. Ichimura 等人提供


该团队使用 120-MP 相机和远心微距镜头构建了光学成像系统。这提供了比传统显微镜更大的视野,高达 1.5 ×  1 cm,同时仍能分辨单个细胞以及它们之间表征种群的相互作用。该团队将这项技术称为“跨尺度范围”,这意味着该技术可以应用于从微米尺度到厘米尺度的成像。


新型生物显微镜可解析厘米级 FOV 中的微观细节:0.01% 的异常也能检测到


“作为强大细胞测量的技术奇点,我们的跨尺度示波器系统 AMATERAS 有望为广泛的应用做出贡献,从了解多细胞系统运行机制的基础研究,到医学应用,如质量控制人工细胞片,”资深作者 Takeharu Nagai 说。


AMATERAS(一种用于奇点中每一种罕见活动的多尺度/模态分析工具)通过动态成像培养细胞中的钙离子进行了测试,它成功地检测到不到 0.01% 的样本中发生的异常。这项工作可以加速处理大量细胞群的广泛领域的研究,例如神经科学、肿瘤学和免疫学。


该研究发表在《科学报告》上。



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