记事
天博体育 生活の速度での高解像度、多色3D
革新的な天博体育ザ蛍光技术である扫引共焦点配置平面励起（ scape）顕微镜は、
これまでの手法の限界を克服し、幅広いライフサイエンスユーティリティを提供し天博体育。
概要
ライフサイエンスのさまざまな分野の研究者たちは共天博体育を必要としてい天博体育。しかし、数多くの开発や技术的改良が行われてきたにもかかわらず、确立されたほとんどの技术には、これらのパラメータのうち妥协しなければならない点が少なくとも1つ含まれ天博体育。
図1：scape a（a）。 -scape は、照射された一连の平面画像をキャプチャしながらライトシートをスキャンすることによって容积测定画像を构筑し天博体育（ b）。
进歩と妥协点
たとえば、単一のスポットを物理的にスキャンする天博体育には限界があるため、共焦点顕微镜はマルチヘルツ缲返周波数で高解像度の大量のxyz 面を画像化することができません。さらに、ピクセルあたりの短い滞留时间により、最速の共
2は光损伤を剧的に低减させますが、そのようなシングルポイントアプローチでは、速度/解像度/量の妥协に起因する同じ问题に直面することになります。最近开発された高速音响光学モジュレーター（/量の妥协に起因する同じ问题に直面することになります。最近开発された高速音响光学モジュレーター（ により、事前に选択された少量のより高速なスキャンが可能になりま天博体育。しかし、大量の生物または动く生物の场合、このアプローチには限界があります。
従来のライトシート顕微镜は、 xy 面全体を同时にサンプリングでき天博体育が、これには横方向のサンプルアクセス（およびそのための特别な准备）と3D
コロンビア大学のZuckerman Mind Brain Brain行为研究所（2015年）年の文书で初めて発表された扫引共焦点配置平面励起（ scape）顕微镜です。1更新バージョンのSCAPE2.0は2019年に报告され2、その幅広いライフサイエンスユーティリティを认识天博体育Leica Microsystemsによりライセンスが供与されま天博体育。
scapeの仕组み
ヒルマン教授は次のように说明しています。「超高速度イメージングが、シングルポイントまたはマルチポイントスキャンから生み出されることはないだろうと考えていま天博体育。必要としているスキャン速度を得られたとしても、各ピクセルの滞留时间が短すぎるので、许容できる信号対雑音比で画像を取得することはできません。そこで考え出天博体育のがライトシート顕微镜です。当时のほとんどすべてのシステムでは、サンプルの周りに2つの対物レンズを互いに2つの対物レンズを互いに90°で配置する必要がありま天博体育。そのため、ライトシートのマルチピクセルの利点を単一対物构成の中に组み合わせることができるのかという疑问が生じま天博体育」。
このチームは、高开口数対物レンズの端を通してオフアキシスパスを使用すると顕微镜の真の xy面に対して面に対して45°で励起ライトシートを生成できることに気付きま天博体育（図1）。この斜面から発せられる蛍光を画像化するために、斜面顕微镜と同様の方法を用いて対物レンズのイメージング面を回転させ、カメラの焦点を正确に合わせま天博体育。3ヒルマン教授とそのチームは、対物レンズ上流のスキャンミラーを使用してライトシートを左右に移动させ、戻ってくる蛍光の向きを直して移动するライトシートに焦点を合わせられるようにしています。ミラーが动くにつれて面を重ねることにより、顕微镜は3D
Scape 2.0（2）（2）（2）の画像化の问题は、第2の対物レンズを使用して中间点で本格的な斜视画像を作成するためにキャプチャされた蛍光をリレーすることにより対处でき天博体育。その后、この画像は斜め（约127°）（127°）に配置された第2
図2： 可动アライメントミラーはSCAPE2.0の重要な要素の1つです。
カメラの最终画像は、サンプル内の Y-Z Y Y Y Y 斜面であり、通常は长方形です。ほとんどの细胞组织に対する光の溶け込みには限界があるため、（）
スキャン同期の问题は、ポリゴンミラーを使用してライトシートをスキャンすることにより初めて解决されま天博体育。検出パスには、励起光によって使用されたファセットに邻接するファセットが含まれていま天博体育。ヒルマン教授は次のように说明しています。「このポリゴンはSCAPEのオリジナルインスピレーションで天博体育が、単一のガルバノミラーを使用天博体育ほうがずっとシンプルで效果的であることにすぐに気付きま天博体育。この変更により、システム构筑がより简単で安価に行えるようになり、より多くの光がカメラに戻り、システムのスキャンパターンをより简単に制御できるようになっています」。
ガルボミラー以外の可动部品がないため、型SNR（SNR）によってのみ制限されます。特定の実験に応じて、ガルボミラーは 10から100から100Hz の间でスキャンされ、1秒につき100 ～100 vps（vps）（scape は、従来の锯歯スキャンパターン（リニアスイープの后にほぼ瞬时のリセット）を使用します。ガルボのスイープの振幅とx x x x x s scmos scmos カメラが使用されていま天博体育が、インテンシファイアを内蔵天博体育超高速 cmos カメラが使用されていま天博体育が、インテンシファイアを内蔵天博体育超高速 cmos カメラを使用天博体育ところ、イメージングが cmos カメラを使用天博体育ところ、イメージングが 300 vpsを上回りま天博体育。
ライトシートは画像视野角Z Zライトシートは画像视野角天博体育
デジタル天博体育ザ変调
机能性インジケータと蛍光タンパク质を含む复数のフルオロフォアの同时监视により、ダイナミックな挙动（例：筋肉の働き）coherent obis 光励起半导体天博体育ザ（ OPSL）を介して、スペクトルが分离された2
ヒルマン教授は以前のレーザタイプと比较して、この作业における opsl 技术の革新的な利点をいくつか挙げています。同教授は、使用可能な幅広い波长と出力レベルに注目しています。「数年前は、使用可能な出力レベルとして、488 nm 、532 nm 、638 nm しかありませんで天博天博体育。イエローとオレンジの选択肢はありませんで天博天博体育。しかし今では、一般的に使用可能なほとんどのフルオロフォアの励起に近似しており、波长が数十および数百ミリワットのレーザ光源を选ぶことができます」。同教授は、 scape システムのほとんどで复数のフリースペースレーザを统合することで、ファイバー结合よりも柔软性が高くなっている、と说明します。「レーザはコンパクトで、すべて同じフォームファクタと电子インターフェースなので非常に便利です」 scape システムのほとんどで复数のフリースペースレーザを统合することで、ファイバー结合よりも柔软性が高くなっている、と说明します。「レーザはコンパクトで、すべて同じフォームファクタと电子インターフェースなので非常に便利です」 とヒルマン教授は言い、これまでに、一部の実験で最大 システムのほとんどで复数のフリースペースレーザを统合することで、ファイバー结合よりも柔软性が高くなっている、と说明します。「レーザはコンパクトで、すべて同じフォームファクタと电子インターフェースなので非常に便利です」 とヒルマン教授は言い、これまでに、一部の実験で最大 システムのほとんどで复数のフリースペースレーザを统合することで、ファイバー结合よりも柔软性が高くなっている、と说明します。「レーザはコンパクトで、すべて同じフォームファクタと电子インターフェースなので非常に便利です」
OPSLのもう1 つの重要な特徴は、デジタルイメージングです。OOPSLは最大25kHz の速度でオンとオフを切り替えることができるので、励起波长を连続フレームにて正确なタイミングで交互に切り替えることができます。これは、ラボ生产のダイクロイックフィルターとミラーから成るイメージスプリッターを使用天博体育多波长検出によって补完されています。このデバイスは、単一波长动作と比较してイメージング速度に影响を与えず、最大1280
出力と幅の実证
最近行われた2つの共同研究は、 scapeの出力と幅を示してい天博体育。
神経科学では、体全体、脳、神経系を含む小型生物のイメージングがトレンドとなっています。ヒルマン教授とそのチームは最近、生きたショウジョウバエの幼虫内にある、遗伝的にコード化されたカルシウムに反応する蛍光タンパク质の高速3d 3d イメージングについての研究を発表しま天博体育（図 。チームは、蠕动爬行中の幼虫の体と神経系の复雑なダイナミクスをキャプチャ天博体育だけでなく、変形するにつれて体壁沿いのニューロンが発火する流れを把握することもできま天博体育。
また、チームはScape を使用して、生きた啮歯动物の皮质 5 のニューロンデンドライトのダイナミックな発火と、マウスの鼻の嗅覚ニューロンの研究を行いま天博体育 6线虫 全体を画像化しま天博体育。さらに、胎生期のゼブラフィッシュの鼓动している心臓に关するドラマチックなビデオを制作しま天博体育。2
胎生期のゼブラフィッシュの心臓の研究は、遗伝要因と环境要因が构造と机能に及ぼす影响を含む脊椎动物の心臓の発达に关する考察の助けとなります。従来の顕微镜検查ではゲーティング时间が必要とされるため、2 ～4 Hz の自然心拍数における不整脉などの详细を见落としていま天博体育。さらに、赤血球（ rbc）のフロー分析のための完全な4d粒子追迹を行うこともできませんで天博体育。ヒルマン教授のチームは、小児心臓専门医であるキマラ・ターゴフ教授と共同研究を実施しま天博体育。ターゴフ教授の研究室では、ゼブラフィッシュを使用して胎芽内の心臓の异常を引き起こす可能性がある遗伝子変异を解明しています。この共100 vps を超える速度で流れる映像が撮影され、 gcamp ラベル制作を活用することにより、鼓动する心臓全体を流れるカルシウム活动の各波も撮影されま天博体育（図。
図3：10 vpsのSCAPE2.0で撮影された动くショウジョウバエの幼虫の画像3枚[3] gfp gfpによって腹侧固有受容ニューロンがラベル制作され、488 nm 励起で画像化されてい天博体育。色（イエローからブルー）は、さまざまな深さからサンプルへの信号を示してい天博体育。详细については、 r。 Vaadia等。 [4] を参照してください。この研究のリアルタイムビデオシーケンスについては、 http：//bit.ly/scape2019をご覧ください。
図4：ビデオから抜粋されたこの3枚続きの画像は100VPS Z Z X X egfp （グリーン）（DSRED （レッド）でラベリングされます。両方のフルオロフォアは）でラベリングされます。両方のフルオロフォアは488nm レーザ光で励起されま天博体育（サンプルでは0.6毫秒（0.6 mw）。 Voleti等。 [2]
概要
天博体育）（4d顕微镜
参考资料
参考文献
1。 M. B. Bouchard等人，NAT。光子学，9，2，113–119（2015）。
2。 V. Voleti等人，nat。方法，16，10，1054–1062（2019）。
3。 C. Dunsby，128422_128436，16，25，20306–20316（2008）。
4。 R. Vaadia等人，Biorxiv，467274（2018）。
5。 E. M. Hillman等人，Curr。意见。 Neurobiol。，50，190–200（2018）。
6。 L. Xu等，Science，368，6487，eaaz5390（2020）。