Leica TCS SP8 DLS(Digital Light Sheet) 是徕卡首款将光片显微镜技术与共聚焦显微镜功能融合于一体的尖端成像系统。这款显微镜平台集成了光片照明的低光毒性与共聚焦显微镜的高分辨率,专为活体样本的动态观测和大样本三维成像而设计。它为发育生物学、细胞生物学、神经科学等多个领域提供了极具优势的成像解决方案。
一、Leica TCS SP8 DLS 的核心特点
1. 双重成像模式 - 光片与共聚焦技术的完美结合
Leica TCS SP8 DLS 的最大优势是集成了光片显微技术和共聚焦显微技术,使得研究人员可以在同一平台上进行两种截然不同的成像模式:
光片显微成像:光片照明通过仅照射样本的薄层区域,减少了对整个样本的光照,避免了样本的光漂白和光毒性。其低光损伤的特性尤其适用于活细胞和活体样本的长时间观测,例如胚胎发育、细胞分裂、细胞运动等动态过程。
共聚焦显微成像:除了光片成像模式,SP8 DLS 还能切换到共聚焦模式,进行深层组织的高分辨率成像。共聚焦成像可以减少样本的背景噪音并增强对比度,使得研究人员能够对复杂样本进行细节分析,尤其适合研究厚样本或复杂组织的内部结构。
这种双重成像模式不仅提高了系统的灵活性,也拓展了其应用范围,使其可以适应不同实验需求,既能快速获取三维图像,又能对特定区域进行高分辨率的深度分析。
2. 低光毒性与快速三维成像
光片显微镜技术的一个显著特点是其低光毒性,特别是在长时间实验中显得尤为重要。传统显微镜通常会对整个样本进行激发,容易引发光漂白和光毒性问题,而 SP8 DLS 系统通过局部光片照明,仅照射样本的薄层区域,大大减少了对样本的损伤。这对于活细胞和活体样本的长时间观察至关重要,因为细胞或生物体在动态研究中需要保持健康状态。
此外,高速三维成像也是 SP8 DLS 系统的一个重要优势。它能够以极快的速度对样本进行三维扫描,并重建样本的立体图像。研究人员可以在数秒钟内获取大样本的三维结构,适合研究诸如发育过程中的细胞分裂与迁移、神经元网络的动态变化等生物过程。
3. 大样本适应性与深层组织成像
Leica TCS SP8 DLS 系统特别适合用于大样本的成像,如斑马鱼胚胎、青蛙胚胎等大型生物体或组织样本。这些样本通常厚度较大,传统显微镜难以一次性观测整个样本结构,但通过光片成像,研究人员可以轻松捕捉整个样本的图像,并通过逐层扫描生成三维模型。SP8 DLS 系统能够穿透较厚的样本组织,清晰显示其内部结构,非常适合观察发育中的胚胎、器官形成和细胞运动。
4. 多通道荧光成像与光谱探测
Leica TCS SP8 DLS 系统配备了先进的多通道荧光成像功能,能够同时捕捉多个荧光信号,特别适合研究复杂样本中的多种标记物。通过对不同荧光染料的灵活选择,研究人员可以在同一实验中同时观测多个分子或细胞器的分布与动态变化。这使得 SP8 DLS 成为研究蛋白质相互作用、细胞内分子定位和信号传导路径的理想工具。
此外,SP8 DLS 系统的光谱探测器能够精准分离不同波长的荧光信号,有效避免信号串扰,确保多色荧光实验中的精确检测。研究人员可以灵活调整激发波长,以适应不同实验的需求,使得荧光成像更加高效。
徕卡 LAS X 软件为 SP8 DLS 系统提供了强大的成像控制和数据分析功能。研究人员可以通过直观的用户界面设置成像参数,进行实时的三维成像和数据采集。LAS X 软件支持自动化的图像处理与分析,能够对复杂样本的三维数据进行重建、分层分析和荧光信号的定量分析。通过这款软件,用户可以轻松管理大规模数据,进行后期的图像处理、数据共享和导出。
二、Leica TCS SP8 DLS 的应用领域
1. 发育生物学与胚胎发育成像
Leica TCS SP8 DLS 是研究发育生物学中的理想工具,特别适用于胚胎发育过程中复杂的细胞行为和组织变化。其大视野与高速三维成像能力允许研究人员在不损伤胚胎的前提下,实时追踪胚胎发育的不同阶段。通过光片成像技术,研究人员可以详细记录胚胎中细胞分裂、分化、迁移等动态过程,生成精确的三维图像和模型。
例如,SP8 DLS 系统在研究斑马鱼、青蛙和果蝇等模型生物的胚胎发育中表现出色,能够帮助科学家深入了解器官形成、基因表达和细胞分化的动态机制。
2. 神经科学与神经网络成像
神经科学研究中需要对神经元网络、突触传递等复杂的生物过程进行动态观察。SP8 DLS 系统通过其低光毒性和快速三维成像,能够对活体神经元进行长时间观测,帮助研究人员捕捉神经元突触之间的信号传递过程。
在神经发育研究中,SP8 DLS 系统能够生成神经网络的三维结构图像,追踪神经元的生长、突触形成和网络塑性。其多通道荧光功能允许研究人员标记多个神经元群体,观察其在神经网络中的作用与相互作用。
3. 再生医学与组织修复
再生医学领域研究者利用 SP8 DLS 系统观测组织修复与再生的动态过程。通过三维成像技术,研究人员可以实时追踪再生组织中的细胞迁移、分裂与分化过程,从而了解再生组织的形成机制。
例如,SP8 DLS 系统可用于研究肝脏再生、皮肤愈合以及其他组织修复过程,帮助研究人员揭示再生过程中细胞行为的动态变化。这为开发再生医学中的新疗法提供了重要数据支持。
4. 细胞生物学与细胞动力学研究
在细胞生物学中,Leica TCS SP8 DLS 系统是研究细胞动力学的理想平台。通过光片显微镜的快速三维成像,研究人员能够实时观察细胞内部的分子运动、蛋白质定位以及细胞器的结构变化。低光毒性确保细胞在长时间观测中依然保持健康状态,适合进行活细胞实验。
例如,在观察细胞分裂、细胞运动、细胞极性等过程中,SP8 DLS 系统能够生成连续的三维图像,并为这些生物过程提供深入的空间和时间分析。
三、Leica TCS SP8 DLS 的优势总结
双重成像模式 - 灵活且高效
低光毒性与长时间动态观测
快速三维成像与深层组织成像
多通道荧光与光谱探测
四、总结
Leica TCS SP8 DLS 数字光片显微镜为生命科学研究提供了一个强大且灵活的成像平台。通过将光片显微技术和共聚焦显微镜技术集成在一起,SP8 DLS 系统为研究人员提供了高效、低光损伤的动态三维成像解决方案,适合用于从发育生物学到神经科学的各种研究需求。其快速成像、低光毒性和高分辨率性能,帮助科学家揭示了复杂的细胞行为和生物过程,为现代科研提供了不可或缺的支持。