ZEISS Apotome - Cắt Lớp Quang Học Sử Dụng Phương Thức Chiếu Sáng Theo Cấu Trúc

Huỳnh quang là kỹ thuật quan sát quan trọng trong nghiên cứu sinh học tế bào. Kính hiển vi huỳnh quang truyền thống Widefield có hạn chế khi thu nhận cả tín hiệu đúng và lệch tiêu cự dẫn đến thông tin hình ảnh sắc nét của mặt phẳng tiêu cự bị phủ lên bởi hình ảnh mờ từ hình ảnh ngoài mặt phẳng tiêu cự.

Các công nghệ cắt lớp quang học (Optical Sectioning) có thể giải quyết vấn đề hình ảnh mờ bằng cách loại bỏ tín hiệu lệch tiêu điểm. Ngoài phương pháp phổ biến sử dụng kính hiển vi laser quét đồng tiêu confocal cho phép chỉ thu nhận tín hiệu đúng tiêu cự để tạo ảnh sắc nét, ảnh cắt lớp quang học có thể được tạo ra với phương thức chiếu sáng cấu trúc ZEISS Apotome.

1. Nguyên lý của Phương thức Chiếu sáng theo cấu trúc (Structured Illumination) 

Lưới cấu trúc được chèn vào mặt phẳng màn trường trong đường chiếu sáng của kính hiển vi huỳnh quang và chiếu lên mẫu vật. Ít nhất 3 hình ảnh thô được thu với các lưới cấu trúc khác nhau ở các vị trí khác nhau. Các ảnh sau đó được kết hợp trong thời gian thực để tạo thành cắt lớp quang học và hiển thị trực tuyến. 

A: Ảnh trường rộng; B-D: Ảnh thô được thu với các vị trí lưới khác nhau; E: Ảnh thu được sau khi loại bỏ ánh sáng ngoài tiêu điểm

1. Ứng dụng của Phương thức chiếu sáng theo cấu trúc 

Phương thức chiếu sáng theo cấu trúc lưới đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng huỳnh quang trong tế bào học, sinh học thần kinh và sinh học phát triển. Trong lĩnh vực nghiên cứu, các mẫu phôi hoàn chỉnh của ruồi giấm, cá ngựa vằn,...thường được nhuộm bằng thuốc nhuộm huỳnh quang. Do độ dày của cấu trúc sinh học này, kỹ thuật cắt lớp quang học rất cần thiết để chụp ảnh cấu trúc sinh học ở độ tương phản và độ phân giải cao.

2. Tính năng nổi bật của Apotome 3 

• Thu hình ảnh rõ nét ngay cả ở những mẫu vật dày 
• Phương pháp tiếp cận tuyến tính, các thuật toán được bình duyệt cho các lát cắt quang học chân thực, đáng tin cậy 
• Apotome 3 với phương thức chiếu sáng theo cấu trúc có khả năng cho kết quả hình ảnh chất lượng cao làm cơ sở cho tái tạo hình ảnh 3D bằng thuật toán phần mềm
• Apotome 3 sử dụng được trên các hệ thống kính huỳnh quang thông thường rất đơn giản và không tốn kém.   
• Có thể tùy chọn nhiều loại nguồn sáng và thuốc nhuộm khác nhau.
• Đơn giản, dễ lắp đặt 

3. Một số mẫu vật tiêu biểu

• Mô hình nuôi cấy tế bào 3D (Organoids, Spheroids) 
• Sinh vật mô hình nhỏ ( cá ngựa vằn, nấm men, C. elegans) 
• Lớp tế bào đơn 
• Các phần mô  

Link tham khảo: Preconfigured widefield microscopy bundle Axio Observer section | ZEISS

Ví dụ ứng dụng trong nuôi cấy tế bào như:

• Đánh giá, ghi lại tình trạng trong nuôi cấy tế bào sống
• Đánh giá, phân tích tỷ lệ chuyển gen và độ ổn định của quá trình chuyển gen
• Đánh giá hình thái tế bào và mô, trạng thái tăng trưởng
• Quan sát các mật độ, tỷ lệ và tín hiệu điện một cách nhanh chóng trong nuôi cấy tế bào thần kinh hoặc lát mô
• Xác định, định lượng và định tính các loại tế bào, mô và các protein marker trong các mẫu 2D và 3D
• Xác định và mô tả đặc điểm của thành tế bào, chu kỳ tế bào
• Đặc biệt, với sự tích hợp của Apotome 3 giúp việc chụp ảnh huỳnh quang độ phân giải cao ở các mẫu vật trở nên dễ dàng hơn, phù hợp với hầu hết các loại thuốc nhuộm phổ biến.