研究人员在开顶光片显微镜中添加扫掠照明

研究人员将扫频照明源集成到开顶光片显微镜中，以改进更大视野范围内的光学切片。这一进步使得该技术对于无损 3D 病理学更加实用。

3D病理学正在探索作为传统基于玻片的组织学的替代方案，因为它可以在不改变组织的情况下提供病理结构和细胞相互作用的详细 3D见解。这种方法可以分析复杂的 3D 组织结构并对厚组织进行成像，这是基于载玻片的方法无法实现的。

研究人员使用改进的开顶光片显微镜捕获密集标记的临床标本的图像，展示了其无损 3D 病理学的潜力。华盛顿大学的 Kevin W. Bishop 将在2024 年 4 月 7 日至 10 日于佛罗里达州劳德代尔堡举行的Optica 生物光子学大会上详细介绍其工作。Bishop 的演讲定于美国东部时间 4 月 9 日星期二 13:45–14:00 。

对于某些疾病，例如前列腺癌，确定哪些患者需要积极治疗而哪些患者不需要积极治疗可能具有挑战性。3D 信息最终可以帮助临床医生更好地确定每位患者的最佳治疗方案。

开顶光片显微镜用于快速获取经过荧光标记组织透明或半透明处理的 3D 图像。典型的设置使用固定的薄光片从下方照亮样本并对其进行成像，就像平板文档扫描仪一样。这使得能够以比其他 3D 成像方法(例如共焦显微镜)更快的速度对大面积进行高分辨率成像。

尽管这种显微镜技术可以使用多种类型的标签，但 3D 病理学样本通常使用模仿传统组织学载玻片中使用的苏木精和伊红 (H&E) 染色的染料。由于这种类型的染色比高度针对性的染色密集得多，因此显微镜的光学切片功能(可视化 3D 样品中的薄片的能力)成为获得良好图像质量的关键。

虽然通过使用更高的照明数值孔径可以实现更好的切片，但这会产生更短的焦深，从而减少系统的可用视野。为了克服这一挑战，研究人员开发了一种新型开放式光片显微镜，其中包含轴向扫描照明臂。

与之前采用固定光片的显微镜设计相比，新系统的视野扩大了四倍，光学切片能力增加了一倍，而不会影响体积成像速度。研究人员通过对密集标记的透明小鼠肾脏进行成像来证明其有用性。他们还从临床组织获取了其他数据集，以进一步表明优化后的系统可以提供 3D 病理学研究所需的图像质量和视野。

Bishop 表示：“我们计划利用这个平台进行大规模临床研究，这将帮助我们了解 3D 病理学在哪些方面可以产生最大的临床影响。”