这项技术的主要优点是,它允许对鼠标心脏进行快速成像。它可以用来观察基因治疗后空气通道的存在。虽然此方法可以提供对心脏病学发展有深入的见解,但它也可以应用于其他系统,如神经学和肺病学。
一般来说,个人将很难与这种技术,因为安装成人小鼠心脏成像可能很困难,它不同于其他传统技术,如共和和倒置显微镜。放置三个波长为 405 纳米、473 纳米和 532 纳米的连续波激光器。然后,粘贴一面镜子,并在 45 度时将其与镜面对齐。
这将将激光引导到光束分路器,从而形成双面照明设置。接下来,通过一个直径为50毫米的中性密度滤波器、一个光束膨胀器和一个直径为25毫米的针孔,所有位置彼此150毫米。通过 50-50 光束分路器,从针孔放置 150 毫米。
接下来,将两个 150 毫米的镜面从光束分离器放置,在 90 度处放置到正向光束,并对齐它,使其镜面与光束保持 45 度角。然后,将镜子从镜子二处放置三个 100 毫米,并对齐镜子,使其镜面与从镜像二反射的光束保持 45 度角。使用此反射光束形成双照明灯片的一侧。
在梁分离器的远侧,放置镜面 5,以便其镜面在 45 度处,以向前进方向发射的光束。使用镜子五发出的光束形成双照明灯片的第二面。其次,以系统的方式建立双面照明系统。
将圆柱透镜两个 150 毫米远离镜子三,另一个相同的圆柱透镜 150 毫米远离镜子五,在另一侧的双照明设置。接下来,放置两面镜子,每面与圆柱镜一样,距离为 50 毫米,以 90 度反射光束。在光片的两侧,从一对透镜中形成一个无色双片,第一个镜头从前一面镜子放置100毫米,直径1英寸,焦距为100毫米。
第二个镜头应放置在镜头一的160毫米,直径为一英寸,焦距为60毫米。然后,将照明目标从以前的无色双精度线放置 1 和 2 个 150 毫米,以便它们与光束一致。从目标发出的光束形成用于成像样品的光片。
首先,在预热折射率匹配溶液中稀释0.53微米珠溶液(1至15万)来制备荧光珠样品,用1%的低熔体指向阿加糖。接下来,使用一块内径为 12 毫米、外径为 18 毫米、长度为 30 毫米的硅酸盐玻璃管。在硅酸盐管中移液珠子,使红糖在室温下凝固。
现在,用 99.5% 的陀螺仪溶液填充 3D 打印 ABS 腔室。将含有珠子的硅酸盐玻璃管放在室内。将三维电动平移级连接到硅酸盐玻璃管,以控制 ABS 腔室中样品的移动和方向。
然后,使用自定义设计的软件以每秒 30 帧的速度使用 sCMOS 摄像机获取图像。使用电机控制器,将样品在横向方向移动一毫米,并在每一毫米增量中获取图像,直到对整个样品进行成像。使用可视化软件堆叠采集的图像,并使用这些珠子图像测量系统的点传播功能。
使用 pH 为 7.5 的折射率匹配溶液,将 1% 的 agarose 溶解到匹配溶液中。将清除的成年小鼠心脏样本放入折射率匹配溶液中,溶解百分之一的阿加罗斯。然后,将样品插入硅酸盐玻璃管中,使糖在室温下凝固。
将三维电动平移级连接到硅酸盐玻璃管,以控制三维打印 ABS 腔室中样品的移动和方向。放置样品,使样品位于由双照明系统创建的高斯光束的中心。然后,将 sCMOS 摄像机的采集速率设置为每秒 30 帧。
现在,使用电机控制器,将样品在轴向方向上移动一毫米,并在每一毫米增量下获取图像。继续,直到整个样本被成像。使用可视化软件堆叠获取的图像。
使用这些图像堆栈开发三有图像。为此,可以解构以前确定的点传播函数,并用于获取的图像堆栈。最后,设置像素阈值强度值以观察心脏的轮廓,并基于此灰度强度向图像添加伪色。
在产后的第一天,人们可以可视化的阀门,中庭,心室,腹膜肌肉,和撕裂,以及其他功能。在产后第七天,特征更加明确。心房、心室、心室腔尺寸和心室壁厚都很明显。
为了研究心脏内的心肌细胞分化,异质细胞敲击小鼠被贴上了微环标签,以显示心肌细胞。标记的单元格显示在这里,在每个平面方向。三个平面被合并,以创建心脏的三D渲染。
内嵌内的红色圆圈区域显示两个半透明的小鼠心后,通过进行清晰度技术,并插入到硅酸盐玻璃管。除了研究产后小鼠,成像系统还可用于研究成年小鼠心脏。在这里,GFP 标记的 ROMK 频道显示在 7.5 个月。
这些主要发现在心室壁。一旦掌握了,这项技术可以在一到两分钟内完成。尝试此过程时,必须清除管中样品周围的所有气泡。
其他方法(如图像堆栈的自动分段)可以执行,以回答与心血管损伤和再生相关的其他问题。研究者在发育后,利用该技术研究小鼠产后和成人发育阶段的心脏结构。