繼顯微成像小課堂后，锘海光片技術小課堂也正式開課了，在以后的時間里我們會介紹光片顯微鏡的一些關鍵概念和成功應用。我們會持續推廣科普最新的成像技術，以更好地服務廣大生命科學工作者。
光片顯微鏡的原理
光片顯微鏡的基本結構是結合了兩條相互正交的不同光路，一條用于快速寬視場的檢測，另一條通過一片薄光片用于照明。一般來說，光片處于檢測路徑的焦平面上，光片的束腰處于視野的中心（圖1-1）。
圖1-1 照明與檢測物鏡相互正交，樣品置于兩個物鏡焦平面的相交處，樣品的其中一小片會被一片薄薄的激光光片所照亮。從圖中的上方往下看，光片束腰應在視野的中心位置且與檢測路徑的焦平面完全重合。
光片照明
選擇平面照明顯微鏡（Selective Plane Illumination Microscopy, SPIM）的特殊結構解決了單鏡頭結構的兩條基本限制：
(1) 在低數值孔徑（NA）的物鏡中獲得很薄的光學切面是非常困難的；
(2) 在對樣品的單個區域進行成像時整個樣品都處于被激光照亮的狀態，這會增加數倍熒光漂白和光毒性的可能：在獲取樣品的N個平面信息的同時，每個平面都在激光下曝光了N次（圖1-2A）。
相比之下，在SPIM中，只有檢測物鏡的焦平面被選擇性地照亮（圖1-2B），這能有效使得樣品接收的激光能量輸入減少。在獲取N個平面的信息時每個平面也只會曝光一次。光片的厚度決定了軸向光學切面（XY面）的厚度，然而SPIM的光片厚度比普通顯微鏡技術中檢測物鏡的景深要薄得多。因此，通過光片顯微鏡，我們可以在大樣本中獲得大視場且薄的光學切片。
圖1-2 與共聚焦激光掃描顯微鏡相比，光片顯微鏡有許多顯著優勢。（A）在使用共聚焦顯微鏡時，即使只成像單個平面，整個樣品也會被均勻得被激光照亮；（B）在使用光片顯微鏡時只有檢測的目標平面才會被選擇性地照亮；（C）在使用共聚焦顯微鏡時，激光檢測點需要掃遍整個樣本后獲得一張圖像；（D）在使用光片顯微鏡時，整個視野范圍同時檢測從而可以在短時間內獲得一張圖像；（E）在光片顯微鏡的橫向分辨率與寬場熒光顯微鏡相同時，因為光片照明技術，光片顯微鏡的軸向分辨率會顯著提升（在10×/0.3的鏡頭下，分別可以達到共聚焦顯微鏡與寬場熒光顯微鏡的2倍與2.5倍）。
寬視野檢測
由于其獨特的光學構造，光片顯微鏡還提供了另一個優勢。在使用共聚焦顯微鏡時，需要通過小孔進行信號識別，因此需要進行非常耗時的逐點掃描（圖1-2C）；而在使用光片顯微鏡時，可以在一次曝光中用一個穿過整個樣本的光學切片獲得整個平面的圖像（圖1-2D），在整個曝光期間內（通常是幾毫秒）每個像素點都在收集光子。相比之下，在使用共聚焦顯微鏡成像時，掃描設備需要從一個像素點快速移動到下一個，在這之間只能停留幾微秒。因此在光片顯微鏡成像時，所有像素平行記錄的效率非常高，這可以使得在成像時樣本的局部激發強度可以保持很低的水平。此外，如果配合更快且靈敏度更高的相機，光片顯微鏡獲取非常大的圖像數據組的能力會比其他任何技術都快得多，同時仍然保證了極高的信噪比和最小的光毒性。這使得光片顯微鏡成為在對敏感活體組織造成最少侵入的同時對其進行快速動態發育過程追蹤的最理想的技術。
大樣本
光片照明在對大樣本進行成像時用低NA、低放大率和長工作距離物鏡的顯微鏡尤其有利。在光片顯微鏡的橫向分辨率與寬場熒光顯微鏡相同時，軸向分辨率主要由光片厚度決定。例如，如果同時使用10×/0.3的鏡頭，光片顯微鏡的軸向分辨率可以達到共聚焦顯微鏡的兩倍。
參考文獻：
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锘海LS18光片顯微鏡
锘海生物科學儀器（上海）股份有限公司與西湖大學高亮（平鋪光片技術發明人)實驗室共同研制的新型光片照明顯微鏡LS 18，克服了傳統光片顯微鏡3D空間分辨率、Z軸層析能力和成像視野之間的矛盾；摒棄原有選擇性平面照明顯微鏡中的單光片照明的方式，運用多個薄的光片分段照明，在不損失成像視野的情況下，獲得更高分辨率的3D圖像。LS 18光片照明顯微鏡適用于各種不同類型透明化方法處理的樣品（水性透明化方法如Scale、SeeDB、CLARITY、CUBIC、SWITCH、SHIELD等；油性透明化方法如BABB、3DISCO、iDISCO、uDISCO、PEGASOS等），都可得到高分辨率、高信噪比的多色熒光3D圖像，能夠快速定位宏觀樣品中的目標細胞，獲得高分辨率的3D細胞微結構。
锘海生物科學儀器（上海）股份有限公司
锘海生物科學儀器（上海）股份有限公司是一家創新型的科技公司，擁有自主研發及獨立生產能力。锘海生物科學儀器（上海）股份有限公司致力于生命科學領域，為高校、科研院所、醫院及企業提供實驗儀器、試劑耗材、CRO/CMO技術服務等一站式整體解決方案，滿足產業中的研發和生產需求。
針對大組織樣品的3D熒光成像，锘海生物科學儀器（上海）股份有限公司采用與西湖大學高亮（平鋪光片技術發明人）實驗室共同研制的光片照明顯微鏡Nuohai LS 18，其運用創新的平鋪光片技術，克服了傳統光片顯微鏡中空間分辨率、光學層析能力和成像視野大小之間的矛盾，從而獲得均勻高分辨率的3D熒光圖像。
同時锘海生物科學儀器（上海）股份有限公司成立了腦科學與組織工程人工智能技術研究院，作為第三方檢測服務平臺，為各地高校、科研院所、醫院及企業提供專業的檢測研發服務。我司提供從完整器官與組織的透明化，免疫熒光染色，大樣品高分辨3D顯微成像到大數據分析一體化服務，旨在通過精準、快速、多樣化的一體化研發服務為每一位生命科學工作者提供個體化/定制化解決方案。
