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【如何充分利用这种快速发展的技术 看看即将发生的事情】充分利用

来源:营养识堂 时间:2019-07-20 17:16:49 点击:

大号 AST夏天,伊丽莎白Hillman向冷泉港实验室课程的参与者展示了她发明的新型光学显微镜。学生们将水蛭从池塘里拉出来,然后想象他们在仪器下摆动,这样可以快速拍摄帧,以至于生物的快速动作被捕获而没有模糊。纽约哥伦比亚大学生物医学工程和放射学副教授希尔曼说:这是一个冯列文虎克的时刻,我们觉得我们看到的是我们以前从未见过的东西。

自2004年以来,第一篇关于光片显微镜(又称选择性平面照明显微镜或SPIM)的论文出现了(Science,305:1007-09)),该技术的用户已经融入了一个不断增长的热情生物学家社区。与共聚焦显微镜相比,SPIM可以更加轻柔快速地拍摄图像,使研究人员能够在更长的时间内以更高的分辨率跟踪三维生物过程。SPIM有许多变化,但都使用聚焦成薄片的激光和垂直于光片照射的平面定向的检测臂。在大多数SPIM设置中,只有正在成像的样品部分变亮 - 这基本上允许您对样品进行光学切片并减少光损伤。研究人员通常使用该技术跟踪发育中的斑马鱼或果蝇胚胎,但在过去几年中,

基本的SPIM系统可以组装成大约50,000美元,但构建和优化机器可能需要一年或更长时间。使用它需要一些培训:安装过程与传统的共聚焦显微镜完全不同。并且您在一次运行中可以收集的数据量是非常笨重的TB级别。

科学家问了一些SPIM老手如何开始,期待什么,以及这项新技术即将发生的事情。这是他们所说的。

建立,购买或购买?

目前,市场上只有少数几种光片显微镜平台可供选择。卡尔蔡司的灯光表Z.1,在2012年推出,是最新的专用系统,但更多的即将到来。Z.1适用于研究胚胎或固定组织小样本的广大用户群。Nipam Pate l是加州大学伯克利分校的一位进化发育生物学家,他认为SPIM成像是他工具箱中的一个工具。在三天内,他能够使用新的Z.1成像黑腹果蝇(Tribolium castaneum)(红面粉甲虫)和Parhyale hawaiensis(一种片脚类甲壳动物)的果蝇(Drosophila melanogaster)。我发现它在硬件方面非常人性化。它设计得很好,很容易排好并开始使用它,帕特尔说。

对于许多研究人员而言,开箱即用的解决方案成本过高,与核心设施共享可能是不可能的或不切实际的。在伦敦大学学院的Max Telford实验室工作,研究生Johannes Girstmair是一位没有进行物理或生物信息学培训的生物学家,他最近建立了一种跟踪扁虫Maritigrella crozieri胚胎发育的仪器,这是太不透明和太慢,无法用共聚焦显微镜发展到足够的实时图像。虽然需要额外的时间来优化样品和设置,但花了七个月和47,000英镑(略高于60,000美元)来构建机器并获得团队的第一张图像。Girstmair说,谈判一些仪器零件的价格并让其他零件定制是一个意想不到的时间消耗。(他详细介绍了他在BMC发育生物学方面的第一手经验,doi:10.1186 / s12861-016-0122-0,2016。)我们的显微镜为我们提供了惊人的,高质量的图像,即使它不是100%完美,Girstmair说。我认为真的每个人都可以做到。

Girstmair是世界各地SPIM自己动手的热心社区的一部分。会员参与OpenSPIM等开放式在线资源,这项计划于2013年启动,旨在向研究人员展示如何构建基本的光学显微镜并让他们记录自己的体验。

海德堡欧洲分子生物学实验室细胞生物学和生物物理学组长Lars Hufnagel 说,一般来说,建立自己的显微镜并对其进行优化需要一年左右的时间。即使有在线可用的无数资源,您可能需要一个或多个步骤的帮助,无论是来自可以帮助您定制或调整自制仪器的物理学家还是生物信息学家来帮助进行数据分析。

无论您的选择如何,您都应该首先尝试使用其他人的机器来确定它如何有效地解析您的样品以及是否值得投入时间或金钱。此外,所有用户都应该至少了解光片显微镜的基本原理,以充分利用这种方法,Pavel Tomancak说。德国德累斯顿马克斯普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所共同创建了OpenSPIM,并在该技术上开设了两年一度的EMBO实践课程。例如,知道如何根据样品调整光板的厚度,可以确定所需的分辨率,他解释说。希尔曼补充道,需要对创造这种形象的物理学人员进行更深入的培训,以便我们能够更好地解释数据。

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