作為人體最大的器官,肝臟由復(fù)雜的宏觀和微觀結(jié)構(gòu)組成,這些機(jī)構(gòu)賦予了它維持生理穩(wěn)態(tài)的不可或缺功能。對(duì)人體肝臟進(jìn)行光學(xué)成像尤其具有挑戰(zhàn)性,原因在于需要覆蓋從厘米至納米的7個(gè)數(shù)量級(jí)長(zhǎng)度尺度,以便全面評(píng)估整個(gè)器官的超微結(jié)構(gòu),直至亞細(xì)胞水平并探測(cè)其生理功能。由于肝臟對(duì)可見(jiàn)光的強(qiáng)烈吸收和散射作用,使得這一任務(wù)的難度隨著成像深度的增加而加劇。
本研究采用光學(xué)投影斷層掃描和光片熒光顯微鏡等介觀成像技術(shù),生成了肝組織的三維圖譜。這種技術(shù)組合有望使我們能夠?qū)U(kuò)展組織中肝臟的超微結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像,并將進(jìn)一步改善靜脈、膽管和鼻竇的定量成像分辨率,以及我們對(duì)它們內(nèi)部連接細(xì)節(jié)的深入了解。
圖1 人體肝臟的光學(xué)投影斷層掃描(OPT)。(A) 和 (B) 是從同一患者獲得的兩種不同的肝活檢,每個(gè)活檢的體積約為 3 毫米 × 3 毫米 × 5 毫米。中間柱面板中的圖像是整個(gè)樣品熒光的投影。左側(cè)面板中的圖像顯示了在每行中藍(lán)色虛線指示的區(qū)域拍攝的單個(gè)橫截面。右面板中的圖像是一堆橫截面的投影,其范圍由黃色虛線框表示。用識(shí)別平滑肌細(xì)胞的平滑肌肌動(dòng)蛋白(品紅色,由各個(gè)面板中的箭頭表示)和識(shí)別膽管的細(xì)胞角蛋白 19(白色,在面板中用星號(hào)表示)的抗體對(duì)標(biāo)本進(jìn)行染色,隨后按照 BABB 方案清除。左上角的插圖顯示了 BABB 中光學(xué)清除的肝臟樣本的照片。
光學(xué)投影斷層掃描是一種基于光學(xué)原理的成像技術(shù),能夠?qū)ξ矬w內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行高分辨率掃描和成像。在醫(yī)學(xué)、工業(yè)檢測(cè)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用,可提供豐富的信息和細(xì)節(jié)。鑫圖FL 20BW相機(jī)非常適合光學(xué)投影斷層掃描成像:一方面它具有2000萬(wàn)像素的高分辨率,2.4微米像元非常適合和低倍物鏡搭配,對(duì)組織細(xì)胞進(jìn)行高分辨率成像;另一方面,它具有高達(dá)84%的量子效率、低至0.6e-的讀出噪聲和0.001e-/pixel/s暗電流噪聲,這意味在弱光下和長(zhǎng)曝光環(huán)境下也能具有非常好的成像信噪比。
參考文獻(xiàn)
C. Kong, S. Bobe, C. Pilger et al., “Multiscale and Multimodal Optical Imaging of the Ultrastructure of Human Liver Biopsies,” Frontiers in Physiology, 12, (2021).https://doi.org/10.3389/fphys.2021.637136 Google Scholar.
該文章旨在為大家提供先進(jìn)成像技術(shù)相關(guān)應(yīng)用參考,部分內(nèi)容摘抄于相關(guān)論文研究成果,版權(quán)歸原作者所有,引用請(qǐng)標(biāo)注出處。
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