高速多角度3D光片荧光显微镜-QLS-scope

高速多角度3D光片荧光显微镜-QLS-scope

西班牙Planelight公司新推出的QLS-scope是一款全新的高速光片成像平台，这种新一代光片显微镜除了可以胜任传统光片显微镜的工作外，还扩大了支持样品的尺寸（25 × 25 × 25 mm），大幅提高了光片扫描样品的速度，是大尺寸、高质量、高速光片。

作为新一代的光片系统，QLS-scope支持自动更换物镜、自动对焦、快速换样、可根据样本尺寸灵活切换观察室，做到节约昂贵的成像液的同时适应各种不同尺寸的样品。在采集模式上QLS-scope提供多种解决方案，支持单角度、双角度、四角度、SPOT、Z-Motor五种模式，为您提供全面的大样品组织成像方案。

Qscan速扫描技术：

QLS-scope具备高速扫描技术，是可调宽度光片系统。能够提供一个覆盖全视野的均匀光片，具有更加均匀的照明效果并且不会产生多光片系统中容易出现的多角度阴影。正是由于QLS-scope具备如此均匀明亮的光片，使得QLS-scope的成像速度非常快，在数分钟内就完成单角度光片采集。

SPOT无暗角高分辨技术：

对于大样品样本来说，透明化效率始终是困扰成像质量的一个重大障碍。QLS-scope配备有独特SPOT技术，通过将单次旋转0.72°拍摄，累积采500个角度的图像进行处理。能够尽可能降低由于制样过程的瑕疵所带来的成像质量下降的影响，并且为您呈现更为均匀，细节更佳突出的光片图像。

产品特点：

◎ 支持单角度、双角度、四角度、SPOT、Z-Motor五种成像模式；

◎  大可支持25 × 25 × 25 mm的大样品；

◎  自带焦面校正，采集过程中不会失焦；

◎  高速采集，单次1 cm样品的信息采集仅需3 min；

◎  采集过程中样品无振动问题，对较软的样品友好；

◎  均匀无可调宽度光片，光片厚度仅为1μm；

◎  物镜可自动切换；

◎  支持有机和无机的成像液；

◎  样品装载简单，更换速度快。

基本参数：

◎  光片厚度：1 μm

◎  采集模式单侧、双侧、四角度、SPOT、Z-Motor五种模式采集；

◎  采集速度：7-10 ms

◎  FOV：0.2 - 8 mm

◎  样品要求：大型透明样品、斑马鱼、胚胎发育等；可兼容透明度不佳的样品

◎  样品尺寸：25 × 25 × 25 mm

◎  支持成像液类型：有机、水

◎  物镜支持范围：1X，2X，7.5X，10X，20X（水），40X（水），可变物镜

◎  镜头更换：全自动

◎  环境支持：CO₂培养箱

◎  成像液需求：20 mL

应用案例：

■  QLS-Scope多角度光片成像在小鼠心脏成像中的应用

QLS-Scope显微镜具备SPIM-OPT成像模式，通过逐渐旋转样品并在每个层面进行快速SPIM扫描来收集360度光学数据。软件将不同的角度视图重建成一个单一的数据集。这一特性对于从数据中获得具有代表性的3D重建图像非常重要。

如图所示，比较了Single-SPIM、Multiple-SPIM和SPIM-OPT三种方式的成像效果。行显示基于Single-SPIM、Multiple-SPIM和SPIM-OPT三者获得的数据的表面渲染图的背侧面。Single-SPIM成像方式的图例可见，由于缺少来自底层区域的成像信息，终得到渲染不完整图像。Multiple-SPIM成像方式，从另外一个角度集成光学数据在一定程度上可提高图像质量。需要特别注意的是SPIM-OPT成像结果中颜色深度的增加范围大，这样就意味着可以得到更高分辨率的重构图像。SPIM-OPT渲染无空白、无死角，从所有角度成像都可以提取光学数据，即使是透明化程度不是优化的样本也能得到较好的图像效果。第二行显示从相同数据集计算的正交视图。再次证明了，从多个角度进行组合和重建可以显著提高Z分辨率和质量。

QLS-Scope显微镜软件操作的简单性和高扫描速度有助于为每个样本选择和应用合适的成像模式，当您的样本透明化较好时候，可以节约时间的Single-SPIM、Multiple-SPIM等扫描模式；另外，您也可以选择SPIM-OPT模式，以获得更加高Z轴分辨率的高质量的样本图片结果。

图1  Single-SPIM、Multiple-SPIM和SPIM-OPT三种方式的成像效果图（分别为左列、中列、右列）。行显示三种方式成像后表面渲染图的背侧面。第二行显示三种不同模式的样本的正交视图。结果显示，随着软件将重建的附加角度增加，模型的分辨率和清晰度显著的提高了（Scale bars 1 mm）。

■  QLS-Scope三维成像在拟南芥根系基因表达分析中的应用

光片显微镜的使用可以在不干扰根系生长、破坏无菌或中断实验的情况下实时观察根系。QLS-Scope三维成像具有高分辨率、优化的光学特性。QLS-Scope的高速和简单性来沿着其3D路径跟踪根系生长。下图显示了在生长和沿着中柱表达atHB8驱动的GFP的根。这些测量是在一个体积为2.2*3.1*0.6毫米（4.1毫米3）的单SPIM中进行的，只需45秒即可完成，从而缩短了设备分析和潜在实验改变的时间。此外，在生长培养基中添加稀释的染色剂不会导致背景增加或明显的生长变化。

测试数据：

大鼠脑血管：

大鼠神经细胞：

小鼠甲状腺：

大鼠肾小球 & 小鼠肾脏切片：

3D展示：小鼠肌肉神经接头1X

3D展示：小鼠全脑核染2X

光切片展示：小鼠全脑核染2X

视频：

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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

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