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Beijing Chaoweijing Biotechnology Co., Ltd
Microscópio de duplo fotão miniaturizado de campo de visão milimétrico lançado
Datas:2025-05-28Leia:2
Em 20 de setembro de 2023, a equipe de Pequim University of Peace-Wang Aimin publicou online no periódico acadêmico Optics Express um artigo de pesquisa intitulado "Microscopia de dois fotões em miniatura de campo de visão de milímetro para imagem cerebral em ratos em movimento livre", revelando o princípio de projeto e o desempenho de imagem do microscópio de bifotões miniaturizado de campo de visão de milímetro FHIRM-LF. Com apenas 2,5 gramas de peso e um campo de visão de imagem de 1.000 x 788 μm2, esta sonda de microscópio bifotônico miniatura, que integra microobjetos de baixa magnificação, espelhos de varredura de campo de visão grande e pequenos ângulos de inclinação MEMS, fornece ferramentas poderosas para estudar a função dinâmica de populações de neurônios cerebrais em paradigmas de comportamento livre de pequenos animais. Zhao Chunzhou, pesquisador assistente da Faculdade de Tecnologia do Futuro da Universidade de Pequim, é o primeiro autor do artigo e Wang Aimin e Wu Runlong, coautores de comunicação do artigo da Universidade de Pequim.
Captura de tela do artigo
Dados de alta qualidade em um campo de visão de milímetros
O microscópio monofotônico miniaturizado típico é conhecido por seu campo de visão em escala milimétrica, enquanto o microscópio bifotônico miniaturizado apresenta mais vantagens em termos de resolução de imagem, profundidade e capacidade de corte. O mais recente microscópio bifotônico miniaturizado de campo de visão de escala milimétrica FHIRM-LF combina ambos os benefícios. O FHIRM-LF alcançou 1.000 x 788 μm ao projetar objetivos de baixa magnificação, um espelho de varredura de campo de visão grande e reduzir o ângulo de inclinação MEMS2O campo de imagem. Usando esta sonda de microscópio, os autores em 1.000 × 788 μm2Imagens de alta resolução de neurônios, dendritas e espinhos dendritais na córtex cerebral de camundongos foram observadas no campo de visão (Figura 1).
Figura 1. a) Imagem da sonda FHIRM-LF; b) em 1000 × 788 μm2Imagens neurônicas de expressão do córtex cerebral GCaMP6s de ratos acordados sob campo de visão；c) Imagens de dendritas corticais cerebrais e espinhos dendritais de camundongos transgênicos Thy1-YFPH.
Imagem de alta qualidade em grande campo de visão sob a lente GRIN
Na microimagem com relés GRIN Lens através de lentes de refração gradiente, a diferença introduzida pela GRIN Lens reduz significativamente a qualidade da imagem. Para testar o efeito da sonda FHIRM-LF sob a lente GRIN, os autores observaram os neurônios hipócampos de camundongos em movimento livre através da imagem de relé da lente GRIN (Figura 2). Em condições de campo de visão da sonda de imagem de 1.000 × 788 μm2, taxa de quadro de imagem de 9 Hz, 600 × 512 pixels, embora a faixa de campo de visão de imagem seja ligeiramente afetada devido ao efeito de halogenação da própria lente GRIN, seu campo de visão eficaz ainda atinge cerca de 900 × 788 μm2. Gravando imagens da subregião CA1 da parte traseira do hipócamo de camundongos em movimento livre com a lente GRIN, a sonda de imagem FHIRM-LF alcançou a captura de alta qualidade de um total de cerca de 400 dados transitórios de cálcio de neurônios com uma relação média de sinal-ruído de 9,2 e uma relação de sinal-ruído transitório de cálcio de 98% dos neurônios maior que 3.
Figura 2. Imagem de relé do lado traseiro do CA1 do hipócampo de camundongo em movimento livre com uma lente GRIN de 1 mm de diâmetro. O FHIRM-LF foi usado para gravar imagens de 18,3 minutos consecutivos de camundongos livremente ativos, mostrando 395 segmentações neurônicas registradas.Ca2+Traçar e mostrar a relação de sinal-ruído de cálcio transitório desses neurônios.
Zoom livre até 500 μm no campo de visão de milímetros
O sistema de microscópio bifotônico ultradimensional miniaturizado é equipado com o módulo ETL de zoom axial avançado. Utilizando o princípio da lente líquida, o microscópio bifotônico miniaturizado permite o registro simultâneo de imagens de diferentes camadas funcionais dos neurônios da córtex cerebral. Combinado com o módulo ETL de zoom desmontável, a sonda de grande campo de visão de mm FHIRM-LF amplia o alcance de zoom axial para 500 μm para obter uma captura de 1000 × 788 × 500 μm na imagem da córtex cerebral de ratos3Imagem neurônica de volume (Figura 3). Além disso, com o módulo ETL de zoom, a microimagem de fótons duplos ainda mantém a resolução da imagem constante com a capacidade de aproximar-se do limite de difração teórica.
Figura 3. FHIRM-LF combinado com módulo ETL zoom removível na córtex do rato sóbrio 1000 x 788 x 500 μm3Imagem em volume tridimensional.