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神經科學研究技術突破 新光場顯微鏡成功研發

2020-08-14 12:34:21來源：化工儀器網關鍵詞：顯微鏡閱讀量：4087
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導讀：雖然共聚焦顯微鏡和雙光子顯微鏡等能運用于活體腦成像的點掃描，但其時間分辨率較低，難以研究大范圍腦區中神經元的快速變化。為了改變這一情形，科研人員一直致力于開發更快的成像方法，近日，神經科學國家重點實驗室研究員王凱研究組研發了新型的擴增視場光場顯微鏡以解決生物成像上的限制問題。

　　【儀器網 生物醫藥】在很多年之前，人們只能用肉眼或者是放大鏡觀察世界，自顯微鏡研發成功并投入使用后，可謂是開創了人類眼睛視力的新紀元，將一個全新的世界展現在了人類的視野里。在顯微鏡的幫助下，人們也順利觀察到了與以往不同的微觀領域。
 
　　顯微鏡不僅在微生物學貢獻了巨大的力量，在材料、教育、醫療、生物制藥、農業、環境保護、國防科技、化學、物理學、生物學等領域中也發揮著積極的作用，與此同時，各類科學研究的進步和發展也使得其對顯微鏡的精密程度和技術要求增高，而這也倒逼了顯微鏡技術的大幅進步，且目前依舊有很多專家學者在研發新型顯微技術和儀器設備。
 
　　近段時間，人們在顯微鏡領域有了新的突破和進步：霍華德-休斯醫學研究所成功研發了一種全新的細胞可視化技術——DNA顯微鏡，該技術能利用化學手段獲取細胞內部信息，繪制的圖像也能反映出細胞內生物分子的基因序列和相對位置兩方面的情況；我國一研究員的研發團隊研制出了分子尺度分辨率干涉定位顯微鏡，其為進一步解析精細亞細胞的組分和生物大分子的納米結構提供了有力工具；超快掃描隧道顯微鏡的研發也幫助了研究人員對單個極化子的非平衡動力學過程的深入研究注入了動力、提供了幫助，同時也為納米光催化材料的缺陷工程提供了全新的思路。
 
　　顯微鏡的研發還在繼續，各領域對于顯微技術的要求也在提高。以神經科學為例，雖然共聚焦顯微鏡和雙光子顯微鏡等能運用于活體腦成像的點掃描，但其時間分辨率較低，難以研究大范圍腦區中神經元的快速變化。為了改變這一情形，科研人員一直致力于開發更快的成像方法，近日，神經科學國家重點實驗室研究員王凱研究組研發了新型的擴增視場光場顯微鏡以解決生物成像上的限制問題。
 
　　通過對包埋的活體斑馬魚幼魚進行全腦鈣成像以及不同動物樣品上進行測試后，研究團隊發現該技術的圖像分辨率和信號噪聲比提高，能有效檢測到更多較弱的鈣活動，也能對動物進行全腦鈣成像，甚至可以識別出斑馬魚幼魚在捕食草履蟲過程中單個神經元的鈣離子活動的變化。不僅如此，研究團隊在自由行為的斑馬魚幼魚和小鼠大腦上還證明了共聚焦光場顯微鏡有更高的分辨率和靈敏度，而這不僅能為研究大范圍神經網絡和血管網絡的功能提供新的工具，同時也可以根據所需成像的樣品種類靈活調整分辨率、成像范圍和速度，應用在其他厚組織的快速動態成像中。
 
　　8月10日23點，該項研究的論文——《共聚焦光場顯微鏡對小鼠和斑馬魚大腦快速體成像》也發表在Nature Biotechnology上。
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