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神經(jīng)科學(xué)研究技術(shù)突破新光場顯微鏡成功研發(fā)

2020-08-14 12:34:21來源：化工儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞：顯微鏡閱讀量：4139

　　【儀器網(wǎng) 生物醫(yī)藥】在很多年之前，人們只能用肉眼或者是放大鏡觀察世界，自顯微鏡研發(fā)成功并投入使用后，可謂是開創(chuàng)了人類眼睛視力的新紀(jì)元，將一個(gè)全新的世界展現(xiàn)在了人類的視野里。在顯微鏡的幫助下，人們也順利觀察到了與以往不同的微觀領(lǐng)域。

　　顯微鏡不僅在微生物學(xué)貢獻(xiàn)了巨大的力量，在材料、教育、醫(yī)療、生物制藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)、國防科技、化學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域中也發(fā)揮著積極的作用，與此同時(shí)，各類科學(xué)研究的進(jìn)步和發(fā)展也使得其對(duì)顯微鏡的精密程度和技術(shù)要求增高，而這也倒逼了顯微鏡技術(shù)的大幅進(jìn)步，且目前依舊有很多專家學(xué)者在研發(fā)新型顯微技術(shù)和儀器設(shè)備。

　　近段時(shí)間，人們在顯微鏡領(lǐng)域有了新的突破和進(jìn)步：霍華德-休斯醫(yī)學(xué)研究所成功研發(fā)了一種全新的細(xì)胞可視化技術(shù)——DNA顯微鏡，該技術(shù)能利用化學(xué)手段獲取細(xì)胞內(nèi)部信息，繪制的圖像也能反映出細(xì)胞內(nèi)生物分子的基因序列和相對(duì)位置兩方面的情況；我國一研究員的研發(fā)團(tuán)隊(duì)研制出了分子尺度分辨率干涉定位顯微鏡，其為進(jìn)一步解析精細(xì)亞細(xì)胞的組分和生物大分子的納米結(jié)構(gòu)提供了有力工具；超快掃描隧道顯微鏡的研發(fā)也幫助了研究人員對(duì)單個(gè)極化子的非平衡動(dòng)力學(xué)過程的深入研究注入了動(dòng)力、提供了幫助，同時(shí)也為納米光催化材料的缺陷工程提供了全新的思路。

　　顯微鏡的研發(fā)還在繼續(xù)，各領(lǐng)域?qū)τ陲@微技術(shù)的要求也在提高。以神經(jīng)科學(xué)為例，雖然共聚焦顯微鏡和雙光子顯微鏡等能運(yùn)用于活體腦成像的點(diǎn)掃描，但其時(shí)間分辨率較低，難以研究大范圍腦區(qū)中神經(jīng)元的快速變化。為了改變這一情形，科研人員一直致力于開發(fā)更快的成像方法，近日，神經(jīng)科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員王凱研究組研發(fā)了新型的擴(kuò)增視場光場顯微鏡以解決生物成像上的限制問題。

　　通過對(duì)包埋的活體斑馬魚幼魚進(jìn)行全腦鈣成像以及不同動(dòng)物樣品上進(jìn)行測試后，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)該技術(shù)的圖像分辨率和信號(hào)噪聲比提高，能有效檢測到更多較弱的鈣活動(dòng)，也能對(duì)動(dòng)物進(jìn)行全腦鈣成像，甚至可以識(shí)別出斑馬魚幼魚在捕食草履蟲過程中單個(gè)神經(jīng)元的鈣離子活動(dòng)的變化。不僅如此，研究團(tuán)隊(duì)在自由行為的斑馬魚幼魚和小鼠大腦上還證明了共聚焦光場顯微鏡有更高的分辨率和靈敏度，而這不僅能為研究大范圍神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和血管網(wǎng)絡(luò)的功能提供新的工具，同時(shí)也可以根據(jù)所需成像的樣品種類靈活調(diào)整分辨率、成像范圍和速度，應(yīng)用在其他厚組織的快速動(dòng)態(tài)成像中。

　　8月10日23點(diǎn)，該項(xiàng)研究的論文——《共聚焦光場顯微鏡對(duì)小鼠和斑馬魚大腦快速體成像》也發(fā)表在Nature Biotechnology上。

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