• 产品名称:光片荧光显微镜技术的新突破
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  • 发布时间: 2021-05-16
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  显微镜图像(间距为141微米),纳米光子光栅正在杆状物上发光变成光片(图片源泉:加州理工学院)

  光片荧光显微镜(LSFM)通过薄平面照明方法,局部射向懦弱生物构制样本的光强度。

  这种方法凡是是通过聚焦元件,直接由外部激光束发作激起光光片,但涉及到的光学元件或者无法对较大的活体样本或对自然非透后的动物成像。

  据麦姆斯讨论先容,微型发光元件是普及光片荧光显微镜实用性的症结成分,美邦加州理工学院(California Instituteof Technology,简称:Caltech)教导的讨论团队现已开垦出了小型神经探针,能够植入动物的大脑中并发作适适用于荧光成像的激起光。这项讨论楬橥正在Neurophotonics期刊上。

  该讨论团队正在其论文中指出:“通过正在大脑自便深处植入元件来发作光片,同时最大水准地削减构制移位,并依旧与平常光片成像编制的兼容性,这已经是一项未制胜的艰苦挑拨。咱们利用晶圆级纳米光子工夫冲破了这项挑拨,完毕了无需特地微光学元件的可植入硅基光片光子神经探针。”

  该探针利用纳米光子光栅耦合器组,周期性的蚀刻布局仍然用于包含硅光子学正在内的利用,正在某些宗旨上衍射耦合光波,以创筑一系列光波导。

  按照论文形容,加州理工学院将其光栅耦合器集成到3毫米长、50到92微米厚的可植入的薄硅杆上,其锥度从82到60微米,慢慢变细,而且终局有锐利的尖端。探针的策画适合正在圭表晶圆代工场缔制,以完毕最终的扩展及多量量坐蓐。

  正在尝试中,这种探针最先被用于成像悬浮正在琼脂中的荧光珠,然后是体外构制样本,末了是体内脑构制。看待体内脑构制,利用了团队末了策画的模子,光片神经探针插入的最大深度为200微米,并变成必然角度,使光片大致平行于大脑皮相。

  “这些探针具有5至10个可寻址的薄片,薄片均匀厚度低于16微米,正在自正在空间中的宣称隔绝可达300微米。”论文中形容,“脑构制中的成像区域高达240 x 490微米。”

  该探针的形态和照明的几何形态最终应能够与梯度折射率(GRIN)透镜内窥镜和微型显微镜集成,从而有或者使光片荧光显微镜探测到比目前项目已验证深度更深的大脑构制。

  它们也能够很容易地与目前正正在开垦的一种新型植入式神经探针兼容,该探针蕴涵光电探测器阵列,个中单光子雪崩二极管(SPAD)和片上转换器能够将成像架构集成到单个CMOS集成电途中。

  “这种可正在大脑内发作光片的新型可植入光子神经探针工夫,制胜了很众正在神经编制科学尝试中利用光片荧光成像的局部。”加州理工学院的Wesley Sacher说,“咱们预测,这项工夫将带来光片显微镜的新冲破,用于自正在举动动物的大脑深部成像和举止尝试。”

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