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Andor Zyla sCMOS使神经元活性研究取得突破

图片来源:Andor Technology plc

图片来源:Andor Technology plc

Andor Zyla sCMOS相机的速度、分辨率和灵敏度使位于奥地利维也纳的Vaziri研究小组首次对整个生物体的神经元活动同时成像。这一重大进展紧跟他们创新的宽视场时间聚焦(WF-TeFo)双光子方法,用于整个大脑的高速成像,该方法也由Andor相机Neo sCMOS实现。

该团队在《自然方法》杂志上发表了文章,描述了他们使用光场反卷积显微镜(LFDM)的新技术来绘制整个线虫线虫(隐杆线虫)以及斑马鱼幼虫的整个大脑的同时神经元种群活动,并结合感官刺激,比之前使用其他技术实现的速度快20倍。

据第一作者Robert Prevedel博士说,“LFDM将光场显微镜与3D反褶积巧妙地结合起来,使我们能够通过一次暴露在2D传感器上对整个3D体成像。这种同步3D成像无需扫描,在采集过程中不涉及移动部件,可以很容易地添加到任何商业显微镜,而且非常经济。

“我们在整个生物体成像上的实验证明了LFDM在高速成像方面的强大能力,这只受到相机帧率和ca报告器信号强度的限制。我们的核限制钙指示器,通过增加神经元的荧光来显示神经元的活动,与Andor Zyla 550万像素sCMOS相机的超快帧率相结合,以明确地区分秀丽隐杆虫的单个神经元。100赫兹的全画幅Zyla相机是目前最快的两款sCMOS相机之一,在开发WF-TeFo显微镜技术时,我们对其前身30赫兹Andor Neo的性能非常满意。”

Prevedel博士将Zyla sCMOS相机的性能描述为“完美无瑕”,并继续说道:“我们特别喜欢控制软件SOLIS的能力,它能够以最小的努力实时捕获、流媒体和显示巨大的图像数据。通过这种方式,我们可以实时观看数据采集,毫不费力地浏览许多gb的记录。最后,我们只需要部署50赫兹的Zyla,但额外的速度能力可能在未来的实验中非常有用。”

虽然光场显微镜(LFM)已成功应用于静态和体外生物样品成像,但它还没有用于任何功能生物成像。这主要是由于与标准显微镜方法相比,其空间分辨率降低,空间分辨率和轴向分辨率以及轴向成像范围之间的内在权衡。LFDM将LFM与三维反褶积算法相结合,从而实现了近似的有效分辨率。利用40倍物镜,在生物样品内的横向和轴向尺寸分别为1.4 μm和2.6 μm,同时在大约。350 μm x 350 μm x 30 μm。这足以捕捉到分布在秀丽隐杆线虫整个神经系统的神经元动态。

使用20x 0.5NA物镜,该小组还应用成像技术捕捉斑马鱼整个大脑的神经元活动,他们实现了750 μm x 750 μm x 200 μm大视场的瞬时成像,空间分辨率约为750 μm x 750 μm。横向为3.5 μm,轴向为11 μm。

安铎的Orla Hanrahan说:“这项工作对神经科学学界的价值显而易见,它立即引起了人们的注意。”“而且,因为他们的成像方法可以非常简单和直接地应用到现有的显微镜上,它应该会得到立即和广泛的应用。”

与之前的CMOS或CCD技术不同,Andor Zyla 5.5以其独特的能力同时提供最高规格的灵敏度,分辨率,速度,动态范围和视场设置了全新的基准。该相机是基于一个550万像素的大传感器,6.5 m像素,直径22毫米,能够持续100帧每秒(camera Link;40 fps, USB3),使其适用于细胞显微镜,天文学,数字病理学和高含量筛选。滚动和全局快门曝光模式进一步增强了应用的灵活性。特别是全局快门提供了一种理想的方法,可以简单有效地将Zyla与其他“移动”设备同步,如舞台或光开关源,并在成像快速移动的物体时消除空间扭曲的可能性。

欲了解更多信息,请访问http://www.andor.com