高速多角度3D光片熒光顯微鏡-QLS-scope

   西班牙Planelight公司新推出的速多角度3D光片熒光顯微鏡QLS-scope是款全新的高速光片成像平臺，這種新代光片顯微鏡除了可以勝任傳統(tǒng)光片顯微鏡的工作外，還擴大了支持樣品的尺寸（25 × 25 × 25 mm），大幅提高了光片掃描樣品的速度，是大尺寸、高質(zhì)量、高速光片。

   作為新代的光片系統(tǒng)，QLS-scope支持自動更換物鏡、自動對焦、快速換樣、可根據(jù)樣本尺寸靈活切換觀察室，做到節(jié)約昂貴的成像液的同時適應(yīng)各種不同尺寸的樣品。在采集模式上QLS-scope提供多種解決方案，支持單角度、雙角度、四角度、SPOT、Z-Motor五種模式，為您提供全面的大樣品組織成像方案。

Qscan速掃描技術(shù)：  

   QLS-scope具備高速掃描技術(shù)，是可調(diào)寬度光片系統(tǒng)。能夠提供個覆蓋全視野的均勻光片，具有更加均勻的照明效果并且不會產(chǎn)生多光片系統(tǒng)中容易出現(xiàn)的多角度陰影。正是由于QLS-scope具備如此均勻明亮的光片，使得QLS-scope的成像速度非?？?，在數(shù)分鐘內(nèi)就完成單角度光片采集。

SPOT無暗角高分辨技術(shù)：

   對于大樣品樣本來說，透明化效率始終是困擾成像質(zhì)量的個重大障礙。QLS-scope配備有*SPOT技術(shù)，通過將單次旋轉(zhuǎn)0.72°拍攝，累積采500個角度的圖像進行處理。能夠大限度降低由于制樣過程的瑕疵所帶來的成像質(zhì)量下降的影響，并且為您呈現(xiàn)更為均勻，細節(jié)更佳突出的光片圖像。

產(chǎn)品點：

◎  支持單角度、雙角度、四角度、SPOT、Z-Motor五種成像模式；

◎  大可支持25 × 25 × 25 mm的大樣品；

◎  自帶焦面校正，采集過程中不會失焦；

◎  高速采集，單次1 cm樣品的信息采集僅需3 min；

◎  采集過程中樣品無振動問題，對較軟的樣品友好；

◎  均勻無可調(diào)寬度光片，光片厚度僅為1μm；

◎  物鏡可自動切換；

◎  支持有機和無機的成像液；

◎  樣品裝載簡單，更換速度快。

基本參數(shù)：

◎  光片厚度：1 μm

◎  采集模式：單側(cè)、雙側(cè)、四角度、SPOT、Z-Motor五種模式采集；

◎  采集速度：7-10 ms

◎  FOV：0.2 - 8 mm

◎  樣品要求：大型透明樣品、斑馬魚、胚胎發(fā)育等；可兼容透明度不佳的樣品

◎  樣品尺寸：25 × 25 × 25 mm

◎  支持成像液類型：有機、水

◎  物鏡支持范圍：1X，2X，7.5X，10X，20X（水），40X（水），可變物鏡

◎  鏡頭更換：全自動

◎  環(huán)境支持：CO₂培養(yǎng)箱

◎  成像液需求：20 mL

應(yīng)用案例：

■  QLS-Scope多角度光片成像在小鼠心臟成像中的應(yīng)用

   QLS-Scope顯微鏡具備SPIM-OPT成像模式，通過逐漸旋轉(zhuǎn)樣品并在每個層面進行快速SPIM掃描來收集360度光學(xué)數(shù)據(jù)。軟件將不同的角度視圖重建成個單的數(shù)據(jù)集。這性對于從數(shù)據(jù)中獲得具有代表性的3D重建圖像非常重要。

   如圖所示，比較了Single-SPIM、Multiple-SPIM和SPIM-OPT三種方式的成像效果。第yi行顯示基于Single-SPIM、Multiple-SPIM和SPIM-OPT三者獲得的數(shù)據(jù)的表面渲染圖的背側(cè)面。Single-SPIM成像方式的圖例可見，由于缺少來自底層區(qū)域的成像信息，終得到渲染不完整圖像。Multiple-SPIM成像方式，從另外個角度集成光學(xué)數(shù)據(jù)在定程度上可提高圖像質(zhì)量。需要別注意的是SPIM-OPT成像結(jié)果中顏色深度的增加范圍大，這樣就意味著可以得到更高分辨率的重構(gòu)圖像。SPIM-OPT渲染無空白、*，從所有角度成像都可以提取光學(xué)數(shù)據(jù)，即使是透明化程度不是化的樣本也能得到較好的圖像效果。第二行顯示從相同數(shù)據(jù)集計算的正交視圖。再次證明了，從多個角度進行組合和重建可以顯著提高Z分辨率和質(zhì)量。

   QLS-Scope顯微鏡軟件操作的簡單性和高掃描速度有助于為每個樣本選擇和應(yīng)用合適的成像模式，當(dāng)您的樣本透明化較好時候，可以節(jié)約時間的Single-SPIM、Multiple-SPIM等掃描模式；另外，您也可以選擇SPIM-OPT模式，以獲得更加高Z軸分辨率的高質(zhì)量的樣本圖片結(jié)果。

圖1  Single-SPIM、Multiple-SPIM和SPIM-OPT三種方式的成像效果圖（分別為左列、中列、右列）。第yi行顯示三種方式成像后表面渲染圖的背側(cè)面。第二行顯示三種不同模式的樣本的正交視圖。結(jié)果顯示，隨著軟件將重建的附加角度增加，模型的分辨率和清晰度顯著的提高了（Scale bars 1 mm）。

■  QLS-Scope三維成像在擬南芥根系基因表達分析中的應(yīng)用

   光片顯微鏡的使用可以在不干擾根系生長、破壞無菌或中斷實驗的情況下實時觀察根系。QLS-Scope三維成像具有高分辨率、化的光學(xué)性。QLS-Scope的高速和簡單性來沿著其3D路徑跟蹤根系生長。下圖顯示了在生長和沿著中柱表達atHB8驅(qū)動的GFP的根。這些測量是在個體積為2.2*3.1*0.6毫米（4.1毫米3）的單SPIM中進行的，只需45秒即可完成，從而縮短了設(shè)備分析和潛在實驗改變的時間。此外，在生長培養(yǎng)基中添加稀釋的染色劑不會導(dǎo)致背景增加或明顯的生長變化。

測試數(shù)據(jù)

大鼠腦血管：

大鼠神經(jīng)細胞：

小鼠甲狀腺：

大鼠腎小球 & 小鼠腎臟切片：

3D展示：小鼠肌肉神經(jīng)接頭1X

3D展示：小鼠全腦核染2X

光切片展示：小鼠全腦核染2X

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[1] Junyu Chen, et al. "Decreased blood vessel density and endothelial cell subset dynamics during ageing of the endocrine system." The EMBO Journal (2020) e105242