D 'mikwoskopi multifoton: divès teknik pou imaj newòn nan vivo
Konpare ak mikwoskòp fluoresans tradisyonèl yon sèl-foton lajè jaden, mikwoskòp multiphoton (MPM) gen fonksyon seksyon optik ak D 'fon. Nan 2019, Jerome Lecoq et al. te diskite teknoloji MPM ki gen rapò ak twa aspè: D 'newòn byen fon nan sèvo a, D' newòn masiv, ak D 'newòn gwo vitès.
Yo nan lòd yo konekte aktivite newòn ak konpòtman konplèks, li nesesè anjeneral imaj newòn nan cortical gwo twou san fon an, ki mande pou MPM gen kapasite nan D 'fon. Eksitasyon ak limyè emisyon yo pral trè gaye ak absòbe pa tisi byolojik, ki se faktè prensipal ki limite pwofondè D la nan MPM. Malgre ke pwoblèm nan gaye ka rezoud lè yo ogmante entansite lazè a, li pral pote lòt pwoblèm, tankou boule echantiyon an, defocusing ak tou pre-sifas eksitasyon Fluoresan. Pi bon fason pou ogmante pwofondè D MPM se sèvi ak longèdonn ki pi long kòm limyè eksitasyon.
Anplis de sa, pou imaj de foton (2P), eksitasyon fliyoresan ki pa konsantre ak tou pre sifas yo se de pi gwo faktè ki limite pwofondè, pandan y ap pou imaj twa foton (3P), de pwoblèm sa yo redwi anpil, men. D 'twa-foton akòz fluoresans Seksyon transvèsal absòpsyon gwoup la pi piti anpil pase sa yo ki nan 2P, kidonk yon lòd nan mayitid pi wo enèji batman kè oblije jwenn menm siyal fluoresans entansite a tankou sa ki eksite pa 2P. Fonksyonèl mikwoskospi 3P pi egzijan pase mikwoskospi estriktirèl 3P, ki mande pou optik pi vit yo nan lòd yo echantiyon aktivite newòn nan tan; pi wo enèji batman kè mande pou kolekte siyal ase nan tan an rete nan chak pixel.
Konpòtman konplèks souvan enplike gwo rezo sèvo ak tou de koneksyon lokal ak alontèm. Pou lye aktivite newòn ak konpòtman, li nesesè pou kontwole aktivite trè gwo ak lajman distribiye newòn an menm tan. Rezo neral la nan sèvo a trete stimuli fèk ap rantre nan plizyè dizèn milisgond. Pou konprann rezo newòn rapid sa a Pou etidye dinamik newòn, MPM oblije gen kapasite pou rapidman imaj newòn yo. Metòd MPM rapid yo ka divize an teknik optik yon sèl-gwo bout bwa ak teknik optik milti-gwo bout bwa.
Teknoloji eskanè sèl-gwo bout bwa pèmèt travèse gwo vitès nan tisi neral ak yon gwo jaden de vi (FOV)
Lè w ap itilize MPM pou imaj newòn yo, optik aksè o aza-sa vle di, gwo bout bwa lazè a byen vit analize nan nenpòt ki pwen chwazi sou tout jaden an de vi-ka eskane sèlman newòn yo ki enterese, ki pa sèlman evite analize nenpòt ki fib nè ki pa gen etikèt. tou optimize tan an optik nan gwo bout bwa a lazè. Aksè o aza eskanè (Fig. 1) ka reyalize ak yon deflektè acousto-optik (AOD), ki travay pa lyezon yon transducer piezoelectric ak yon siyal radyo-frekans nan yon kristal apwopriye. Onn acoustic ki kapab lakòz yo pwovoke yon griyaj endèks refraktif peryodik, difraksyon rive lè yon reyon lazè pase nan yon griyaj. Entansite ak frekans vag son an ka ajiste pa siyal elektrik frekans radyo a pou chanje entansite ak direksyon limyè diffrakte a, pou yon sèl dimansyon orizontal optik pwen abitrè ka reyalize lè l sèvi avèk yon sèl AOD, ak 3D ka reyalize. lè l sèvi avèk yon pè AOD konbine avèk lòt teknoloji optik axial optik aksè o aza. Sepandan, teknik sa a trè sansib a mouvman echantiyon an ak tandans fè mouvman. Kounye a, optik rapid raster, se sa ki, optik pwogresif nan FOV, lajman itilize paske algorithm la ka byen fasil rezoud zafè mouvman yo.
D 'de foton ki baze sou AOD nan neocortical L2/3 newòn nan vivo[2]
Gen plizyè fason pou reyalize rapid eskanè madrilè, lè l sèvi avèk yon glas vibre pou eskanè 2D rapid, konbine yon glas vibran ak yon lantiy elektrik reglabl pou optik rapid 3D, men lantiy elektrik reglabl la pa ka byen vit konsantre nan direksyon axial akòz limit la nan. inèsi mekanik Chanjman, ki afekte vitès D, kounye a ka ranplase ak yon modulator limyè espasyal (SLM).
Konsantre aleka se tou yon mwayen pou reyalize imaj 3D, jan yo montre nan Figi 2. Nan modil LSU a, galvanomèt optik la analize orizontal, ak modil ASU a gen ladan lantiy objektif L1 ak glas M, ak optik axial reyalize pa ajiste. pozisyon nan M. Teknik sa a pa ka sèlman korije aberasyon an optik prezante pa lantiy nan objektif prensipal L2, men tou, pèmèt vit optik axial. Pou jwenn plis D 'newòn, FOV a ka elaji pa ajiste konsepsyon lantiy objektif nan mikwoskòp la, men lantiy objektif la ak gwo NA ak gwo FOV anjeneral lou epi yo pa ka deplase byen vit pou optik rapid axial, kidonk gwo sistèm FOV konte sou Telefocus. , SLM ak lantiy motè reglabl.
Dyagram eskematik yon sistèm imaj de foton ki elwaye[3] Teknoloji optik milti-gwo bout bwa ka imajine an menm tan diferan pozisyon nan tisi newòn.
This technique3 typically uses two independent paths for imaging two distant (>1-2 mm apa) sit imaj (figi 3C, D); pou rejyon adjasan yo, li anjeneral sèvi ak travès miltip nan yon sèl lantiy objektif pou D (figi 3E, F). Teknik la optik milti-gwo bout bwa dwe peye atansyon espesyal nan pwoblèm nan diafonik ant travès eksitasyon, ki ka rezoud pa metòd separasyon pòs-limyè sous oswa metòd espas-tan multiplexing. Metòd separasyon sous limyè pòs-hoc refere a itilizasyon algoritm pou separe travès yo pou elimine diafonia; metòd la multiplexing tan-espas refere a itilizasyon an similtane nan travès eksitasyon miltip, pulsasyon yo nan chak gwo bout bwa yo reta nan tan, se konsa ke travès yo endividyèl eksite pa travès diferan ka tanporèman separe. siyal fliyoresan. Plis newòn ka imajine pa entwodwi plis travès, men travès miltip ap ogmante sipèpoze nan tan pouri fliyoresan, ki limite kapasite nan distenge sous siyal yo; ak multiplexing gen yon enpak negatif sou vitès k ap travay nan aparèy elektwonik. Kondisyon segondè; yon gwo kantite travès tou mande pi wo pouvwa lazè pou kenbe yon rapò apwoksimatif siyal-a-bri nan yon sèl gwo bout bwa, ki ka fasilman mennen nan domaj tisi.
Gwo Zòn Imaging Teknoloji
Nan dènye ane yo, devlopman diferan teknoloji MPM te elaji sijè ki abòde lan D nou nan tisi neral, sa ki pèmèt nou imajine plis newòn fon nan sèvo a nan yon vitès pi vit, ki te anpil ankouraje rechèch nerosyans ak pèmèt nou jwenn yon konpreyansyon klè. nan fonksyon nan sèvo.
