光线中的“鱼薯”片

2022-10-12 12:27:58, 徕卡显微系统徕卡显微系统(上海)贸易有限公司

微流控芯片中斑马鱼神经活动的全脑活体光片成像

斑马鱼幼虫的大脑很小，包含的神经元比人类的少100万倍。然而，脊椎动物大脑的神经元回路和总体布局的进化比较保守。此外，由于斑马鱼幼虫是半透明的，因此可以使用先进的成像技术（如光片显微镜）实时研究整个大脑的神经活动。另一方面，利用微流控技术，可以应用具有高时空精度的水溶性化学刺激，包括三维聚焦和浓度梯度。我们利用快速光片成像、光学半透明斑马鱼幼虫和微流控技术的优势，构建了一个与全脑活体成像兼容的微流控设备（NeuroExaminer）。

NeuroExaminer完全由玻璃制成，与其他传统由聚二甲基硅氧烷（PDMS）制成的设备相比，它具有明显的优势。后者会表现出自发荧光，并容易吸收小分子。尽管NeuroExaminer是围绕徕卡数字光片（DLS）显微镜开发而成，但其设计可与各种选择性平面照明（SPIM）或斜面显微镜技术兼容。此外，通过柔和的操作也能在多个时间点对单个幼虫进行成像，这样，就可在短（秒至分钟）时间尺度上和长（小时至天）时间尺度上观察大脑活动的变化。未来，自动加载和有针对性的刺激应用以及全脑活体成像将会创造全新的机会，更好地了解健康和患病大脑的功能，而且最终也可能有助于开发新的、更好的神经精神疾病治疗方法，如焦虑、抑郁和药物成瘾。

图1：全玻璃NeuroExaminer芯片的示意图，该芯片与使用光片显微镜的全脑活体成像兼容。比例尺为1µm。

图2：使用Leica DLS与NeuroExaminer对6 dpf 的Tg(elavl3:H2B-GCMP6s);larva斑马鱼进行活体成像。图片显示在5分 45秒（时间以min:s:ms表示）时由21个光学切片组成的最大强度投影，整个幼虫大脑的核定位的GCaMP6s信号。右下角的颜色编码虚线勾勒出五个主要脑区。比例尺为500µm。

延伸阅读：

Mattern, K.*, von Trotha J.W*., Erfle, P., Köster, R.W., and Dietzel, A. (2020): NeuroExaminer: an all-glass microfluidic device for whole-brain in vivo imaging in zebrafish. Commun Biology 3, 311, doi: 10.1038/s42003-020-1029-7.*贡献均等

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徕卡显微系统的历史最早可追溯到19世纪，作为德国著名的光学制造企业，徕卡显微成像系统拥有170余年显微镜生产历史，逐步发展成为显微成像系统行业的领先的厂商之一。徕卡显微成像系统一贯注重产品研发和最新技术应用，并保证产品质量一直走在显微镜制造行业的前列。

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