蔡司光学课 | 细胞成像之焦平面“保卫战”

Release time: 2024-01-03


▲ 利用蔡司显微镜拍摄的各类细胞成像

细胞是生命结构和功能的基本单位,是各种生命科学研究的基础。而细胞成像的要求也是复杂多变,其难点之一就是对整个细胞周期进行观察时的焦平面稳定。

今天,跟着小编一起探讨细胞成像之焦平面“保卫战”吧。

只有先认清问题,才能更好地解决问题。                              

                                                                                  ——吉德林法则

同样,要先了解造成焦平面漂移的原因,才能更好的稳焦以及成像。

首先是温度因素。细胞培养环境要求在 37℃左右, 对于高精度的成像来说,细微的热胀冷缩也会明显的影响焦平面。

其次是细胞状态。细胞培养常常是“娇生惯养”,成像的时候当然也要“特殊照顾”,温度、湿度和CO2的浓度都要严格控制,否则细胞容易闹脾气,发生“罢工”,纷纷“离壁而去”,也会丢失细胞的焦平面。

还需要考虑成像参数的影响。比如光毒性可能导致细胞死亡从而漂焦;或者光漂白可能会导致荧光淬灭从而丢失细胞焦平面等。

▲ 左:漂焦导致图像模糊;右:热胀冷缩导致漂焦

我们“含辛茹苦”养大的细胞到了出数据的时候却面临如此多的漂焦风险,作为“高级饲养员”的我们该如何最大程度的避免呢?

01 稳定的成像环境

为了成像环境的稳定,我们最好配备搭载在显微镜上的小型培养室,可以维持细胞在成像的过程中保持良好的状态。

从基础版的活细胞加湿、加热、加气的“小罩子”控制系统,进阶版的加热“大罩子”控制系统,直至豪华版的全封闭蔡司全自动活细胞成像平台 Celldiscoverer 7,蔡司可以提供从数小时到数天不同时间尺度内精确控制细胞成像的环境,捕捉健康状态下细胞的动态变化。

而且我们在正式实验之前最好把环境控制系统打开并稳定半小时以上(活细胞焦平面稳定的时间大概是4小时,有时间的小伙伴可以按照此标准进行)

▲ 左:PECON Incubator控制系统;右:环境温度控制系统

蔡司全自动活细胞成像平台 Celldiscoverer 7

02 合适的的聚焦策略

在拍摄尺度为分钟级及以上的成像,推荐大家增加焦平面稳定系统进行锁焦。目前常用的锁焦方式有两种。

使用Software Autofocus软件锁焦。该方法是通过对样本进行Z轴扫描,然后找到焦平面,该方法速度稍慢,但是可以进行悬浮细胞的聚焦,对于特殊的样本也可以满足锁焦要求。

使用Definite Focus硬件锁焦。该方法聚焦速度快,精度高,对于贴壁细胞是非常理想的解决方案。

▲ 左:Definite Focus对细胞进行聚焦; 右:Definite Focus 3

03 良好的细胞状态

最后,在“焦平面保卫战”中,科研小伙伴们肯定是如同“八仙过海,各显神通”,想尽一切方法维持我们细胞稳定的焦平面。有小伙伴为了让悬浮细胞不飘,使用专门的悬浮细胞预制胶板使其沉降的;也有小伙伴为了让后续的实验顺利锁焦,提前3-4个小时把细胞放入活细胞工作站中进行稳定的。

无论采用哪种方法,我们的最终目的就是让细胞更加“听话”,我们的焦平面始终“在线”。

无锡灵恩机电设备有限公司是蔡司工业测量代理,主要经营蔡司三坐标、蔡司三维扫描仪(3D扫描仪)、蔡司工业CT以及蔡司工业显微镜等。电话热线:4009699806。

Keywords: 蔡司工业显微镜,蔡司三坐标,蔡司三维扫描仪,蔡司工业CT