ライトシート顕微鏡： テクノロジとアドバンテージ
ライトシート顕微鏡： テクノロジとアドバンテージ
単一平面照明顕微鏡 (SPIM) とも呼ばれるライトシート蛍光顕微鏡 (LSFM) では、照射と検出は互いに垂直な2つの独立した光学系です。試料を照射するために使用されるレーザビームは一方向に集束され、試料の薄層を照射するライトシートを形成します。この面で放出される蛍光は、対物レンズによって捕らえられて、検出されます。
照明と観測の分離には、次の2つの決定的な利点があります：
- これにより事実上「実験を中心に」顕微鏡を構築することが可能になります。試料を顕微鏡スライドとカバーグラスの間に置く代わりに、試料はハイドロゲルに浸漬され、顕微鏡内部のシリンダー状の 試料チェンバに設置されます。そこでは、生理的条件に近く、生きている標本からの連続記録も可能です。
- LSFMでは、試料の光暴露は非常に低く、光毒性の影響はかなり減少します。それによって初めて長期実験が可能になります。
顕微鏡における試料の移動
ライトシート顕微鏡における最も一般的な用途の1つは、サンプルを完全に3次元で描写することができるZスタックの作成です。そのため、サンプルはZ方向(すなわち、対物レンズの光軸に沿って)に移動します。このタスクのために、PIはゲオルク・アウグスト大学ゲッティンゲンの>> Huisken Labのフラミンゴライトシート顕微鏡に小型リニアステージを提供しています。これらの非常にコンパクトなリニアステージは、折りたたみ式ドライブトレイン、ギアヘッド付きDCモータ、リニアエンコーダを備え、26 mmの移動範囲を±250 nmの双方向再現性で提供します。ボールガイドによる高い剛性とガイド精度にも優れています。
試料の回転は、いくつかの状況で有用です。多くの場合、研究者たちは試料を正しい角度 (側面、上面など) から撮影したいと思ったり、特定の角度からしか見えない臓器 (心臓など) を撮影したいと思うものです。回転のもう一つの大きな応用は、マルチビューイメージングと呼ばれるもので、Zスタックが複数の角度から記録されます。6つのアングルが360度カバーし、各データセットの有用な部分が融合されて、試料全体をカバーする1つの3D画像が生成されます。これは、サンプル自体が光を散乱、屈折、および吸収して、試料の奥深くの構造に対する照射および検出の質に影響を与えるので、より大きな試料に特に有用です。したがって、すべての詳細をキャプチャするには、いくつかアングルが必要です。
試料の回転は, PIのU‐628超音波ピエゾモータ駆動回転ステージによって支えられています。51 μradの最小ステップサイズで720°/sまでの高速移動と±102 μradの双方向再現性を実現します。
フラミンゴLSFM： 小型かつモジュラー設計
フラミンゴライトシート顕微鏡のコンセプトの特徴は、小型キットとしてユーザーに届けることです。この実装を機能させるには、いくつかの条件を満たす必要がありました： システムが非常に堅牢で、組み立てが簡単、操作が簡単でなければなりません。ソリューション： 実証済みの標準コンポーネントを使用した簡単でシンプルな設計、小さな設置面積、およびコストを最小限に抑えます。これにより、さまざまなアプリケーションに特化した設計も可能になります： T-SPIM設計では、試料はより均一な照明のために2つの対向する光学系から照射されます。2つ目の検出経路を追加することで、X-SPIMの設計となります。
フラミンゴプロジェクトとその結果得られた顕微鏡は、ウィスコンシン州マディソンの>> モルグリッジ研究所のJan Huisken博士と彼のグループによって作成されました。PIはフラミンゴプロジェクトのスポンサーのひとつです。
詳細については >> ブログ記事でも確認できます。
