生物组织由各种具有不同光学特性的物质组成，因此，当光线穿过组织时，光分布和光强度由于光散射和光吸收等因素的影响而衰减，从而导致图像模糊或减弱，尤其是在组织深层区域更是显著。即此，组织透明化的目的是尽量减少光的散射和吸收，以获得更好的光学成像性能。有效的组织透明化有助于提高成像深度和对比度，使完整器官甚至啮齿类小鼠样品的全身3D成像成为可能。

从技术上讲，所有成像步骤的目标是期望以高通量方式拍摄理想分辨率（细胞到亚细胞）的细胞/器官/组织/完整实验模型图像。在众多的成像技术中，光片显微镜（LightSheet Mciroscope, LSM）因其优异的光切成像能力和高质量的成像速度而特别适用于透明化组织或模式生物的 3D成像。实际图像采集及应用中，应根据实验需求平衡图像质量、采集数据量和采集时间，不言而喻更高分辨率的图像会增加数据量及采集时间。而随着检测物镜NA值的增加，横向分辨率比轴向分辨率增加得更快，这使得保持空间分辨率各向同性变得更加困难。所以，LSM实际使用过程如何根据实验需求选择合理拍摄条件尤为重要。

锘海LS18平铺光片显微镜不仅可以实时预览和自动校准光片，且可以根据用户成像应用需求灵活调整平铺光片数量（1-10 tile），以满足快速和高分辨成像的不同需求。通常在某一放大倍数下，通过选择合适的平铺次数得到的轴向分辨率，以接近横向分辨率即可实现空间分辨率的各向同性，这种性能对于重要结构信息的判断尤为重要，对于原始信号的保真性也尤其重要，可以更大程度的减少光学畸变对原始信号的影响及数据的解读、分析。

LS18平铺光片显微镜具有各向同性分辨率的成像能力，但我们建议用户应在特定应用中合理地选择空间分辨率及平铺次数，兼顾数据存储、软件图像处理能力和数据分辨率之间的平衡，毋庸赘述图像采集时间和数据量随3D 空间分辨率和组织大小成比例增加。锘海LS18平铺光片显微镜给予客户更大权限的选择，可灵活选择少量平铺、不平铺传统光片成像模式，可有效提高成像效率、缩短成像时间、减轻对数据存储和处理压力，对于仅仅是简单定性或分辨率要求不高的成像实验相对高效。同时亦可以选择多次平铺的专利模式，可以有效提升采集信号的各项等性空间分辨率，满足高质量数据的解读需求，此类模式在同等空间分辨率条件下，成像效率、成像时间显著优于传统光片对数据的采集。

通过比较图像采集和图像重建过程，可以清楚地揭示使用常规光片显微镜和平铺光片显微镜在相同空间分辨率下对相同样本体积进行成像的不同效率。

• 针对大组织样本成像时，传统光片显微镜空间分辨率和成像视野之间存在矛盾

• 镜锘海LS18 平铺光片显微镜，在保持大的成像视野、快的成像速度的情况下

  使用薄的光片厚度，实现大组织样本高分辨率成像

以往我们的标准配置以高质量的各向同性分辨率成像设置（标准模式）为主，目前考虑到客户多样化的需求，更加灵活的专家模式即将开放给广大用户。以下展示一组成像结果的对比用于说明不同平铺次数成像模式之间的差异，可以让大家更直观地了解平铺所带来空间分辨率优势所在：

使用锘海LS18平铺光片显微镜对透明化Thy1-eGFP 小鼠脊髓成像（6.3X），分别使用平铺6次（6 tile，上行图像）和1次（1 tile，下行图像）模式进行对比，如图横向（A-B）和轴向（C-D）更大强度投影（MIP）。（C）和（D）中选定区域（黄色）的放大视图分别为（E）和（F），即使是较小胞体的形态在6 tile模式下依旧清晰可辨，但是在1 tile模式下会丢失部分信息，但是毫无疑问1 tile的速度相比于6 tile模式至少可提升6倍之多！

平铺 LSM 比传统 LSM 更有效地对具有高空间分辨率的透明化组织进行成像，因为通过平移光片而不是样本来减少对样本的扰动，这样更快、更准确、更灵活。锘海LS18平铺光片显微镜可以与所有组织透明化方法兼容，并且可以灵活地满足不同的成像需求，可通过相位调制对光片进行自动校准，因此也很可靠且易于操作。

锘海LS18平铺光片显微镜不仅注重3D成像能力，满足从透明化大组织中获得所需的数据，同时还注重优化和调整成像性能的能力，使得显微镜更灵活的兼容各类应用场景。与其他光片显微镜不同，LS18平铺光片显微镜采用专利的光学设计和相位调制方法，使其在透明化组织成像方面的能力、可靠性和灵活性更高。与其他光片显微镜相比，LS18平铺光片显微镜具有多项先进功能：首先，基于自主研发的平铺专利技术，与传统 LSM 相比，平铺光片用于样品照明时空间分辨率和成像效率可以同时得到提高，解决空间分辨率与丞相速度之间的矛盾。其次，检测物镜NA、检测放大倍率和激发光片平铺次数可轻松调节，使显微镜能够以微米级到亚微米级的空间分辨率对厘米级的透明化组织进行3D成像。第三，由二进制空间光调制器 (SLM) 进行相位调制生成的照明光，可满足样品照明时灵活的的平铺光片数量需求，且调制便捷只需要软件参数设置，无需任何硬件调试。此外，通过 SLM 的相位调制，可校正几乎所有的对准误差，这重要的保障了光片显微镜成像性能的稳定性及成套系统可靠性。显微镜与所有组织透明化方法兼容，并且很容易适应通过不同方法得到的不同形状和机械强度的组织成像。

参考文献

Chen Y, Li X, Zhang D, et al. A Versatile Tiling Light Sheet Microscope for Imaging of Cleared Tissues. Cell Rep. 2020;33(5):108349. doi:10.1016/j.celrep.2020.108349

Susaki EA, Ueda HR. Whole-body and Whole-Organ Clearing and Imaging Techniques with Single-Cell Resolution: Toward Organism-Level Systems Biology in Mammals. Cell Chem Biol. 2016;23(1):137-157. doi:10.1016/j.chembiol.2015.11.009

锘海LS18平铺光片显微镜 ——专为透明化样品设计的高速高分辨三维荧光显微镜成像系统

针对透明化样品的3D荧光成像，采用与西湖大学高亮（平铺光片技术发明人）实验室共同研制的光片显微镜Nuohai LS 18，其运用创新的平铺光片技术，克服了传统光片显微镜中空间分辨率、光学层析能力和成像视野大小之间的矛盾，从而获得均匀高分辨率的3D荧光图像，广泛应用于脑科学、肿瘤学、药物研发、干细胞研究、组织胚胎学、组织病理诊断等各个领域。

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