mesoSPIM 体成像

改良 mesoSPIM 光片系统对透明化小鼠脑进行大体积三维成像。

Tchern Lenn博士是伦敦大学学院癌症研究所的研究员。为了了解癌细胞的活性和增殖，使用先进的成像系统（通常是光片显微镜）观察它们在癌组织/器官中的3D分布是有益的，因为它适用于大样本的荧光成像。Lenn选择了台式mesoSPIM设计（ The mesoSPIM Initiative ） ，并为其研究所的研究进行了定制， mesoSPIM设计高度灵活且经济实惠，且不影响图像质量。开源概念允许愿意获取硬件并构建设置的任何人轻松访问。

Lenn博士指出， “我们对电子设备和组件进行了一些修改，使成像5-6个通道更便宜，我的修改可以在mesoSPIM GitHub存储库上找到” ，这是一个在线平台，可以共享硬件设计、零件列表、组装说明和软件，但也可以根据项目的具体要求进行调整。

通过他的设置， Lenn博士支持UCL癌症研究所的研究人员，在小鼠模型或用于研究骨癌的体外合成支架中对各种样本进行成像，例如体内脑癌。图1中显示了演示使用自定义mesoSPIM系统生成的数据类型的视频序列。将清除的小鼠大脑渲染为3D ，解析出三种不同的结构。定制mesoSPIM系统的设计通过提供经济实惠的高质量定制设计，利用高速体积成像，同时促进社区精神，将不同研究人员的努力总结为一个适应性强的框架。

光片显微镜需要精确触发照明，以使样品激发与采集同步，这对于在处理大型或动态生物样品时最大化成像速度并保持系统高通量至关重要。

这种高通量成像还减少了分配给每个帧的积分时间，从而降低了检测的光子预算。因此，与此自定义mesoSPIM系统一起使用的相机必须足够灵敏，以解决有限的光子预算问题。此外，高分辨率成像对于确保特定样本细节可以清楚地看到以进行分析至关重要，这需要具有大视场（ FOV ）的相机对大mesoSPIM样本进行成像，并且还需要足够小的像素来实现这些样本的亚细胞分辨率。此外， mesoSPIM系统的开源概念需要与用于控制其他硬件部件的编程语言相匹配的可用SDK和软件包装器。

IRIS 15 sCMOS相机是众多mesoSPIM系统中高质量成像的成熟解决方案。与其他相机解决方案相比， IRIS 15具有大型矩形传感器，而不是方形传感器，尺寸超过25毫米，非常适合成像大型样品。矩形传感器对于光片显微镜也是有利的，因为较大的水平尺寸更适合片状照明，并且使组织和类器官等细长样品的成像更有效。结合4.25 µm的优化像素尺寸， IRIS 15是在不同放大率下实现高分辨率的有效选择，专门设计用于擅长光片和mesoSPIM。

高量子效率和低噪音是允许用户即使在低光应用中也能可靠地成像荧光的功能，以及通过Python API免费访问的用户友好触发功能， IRIS 15易于集成到现有的Python框架中。

硬件、相机和软件实施利用了这种定制的高通量成像解决方案，该解决方案既经济实惠又功能强大，非常适合UCL癌症研究所的需求。