新型显微镜可以在自然环境中工作时拍摄细胞的3D图像

为了通过显微镜观察活细胞，通常将样品挤压到载玻片上。然后它平静地躺在那里，可以观察到细胞。缺点是这限制了细胞的行为方式，并且它只产生二维图像。

来自UiT挪威北极大学和北挪威大学医院(UNN)的研究人员现已开发出他们所说的下一代显微镜。新技术可以拍摄比以前大得多的样本，同时在更自然的环境中生活和工作。

重大发展

该技术提供3D图像，研究人员可以在其中从多个角度清晰可见地研究最小的细节，并将其分类到不同的层中，并且所有层都在焦点中。

3D显微镜确实已经存在，但它们工作缓慢且结果较差。最常见的类型是逐个记录像素，然后将其组合成3D图像。这需要时间，而且他们通常每分钟不能处理超过1-5次射击。如果您要拍摄移动的东西，这不是很实用。

UiT研究员FlorianStröhl表示：“利用我们的技术，我们每秒可以管理大约100个完整帧。我们相信这个数字是有可能增加的。这正是我们用我们的原型所展示的。”

新显微镜是所谓的多焦点显微镜，它提供完全清晰的图像，分为不同的层，您可以从各个角度研究细胞。

Ströhl说：“这是一件大事。事实上，我们一次拍摄就获得了所有这些，这是一个巨大的进步。”

可以看到物体后面

Ströhl解释说，我们并不是以我们大多数人都知道的形式谈论3D。在传统的3D图像中，您将能够感知某种深度，而使用新技术，您还能够看到物体后面。

Ströhl以您在电影院中看到3D丛林场景为例。

“在普通的3D图像中，你可以看到森林有深度，一些树叶和树木比其他的更近。使用我们新的3D显微镜中使用的相同技术，你还可以看到躲在灌木丛后面的老虎.你可以独立地查看和研究多个图层，”Ströhl说。

现在你不用显微镜在丛林中寻找老虎，但对于研究人员来说，这可能是在最微小的细节中寻找答案的重要工具。

研究心脏细胞——当它们跳动时

Ströhl与北挪威大学医院(UNN)的研究人员和医生合作开发了这项技术。

除其他外，他们致力于了解和开发针对各种心脏病的更好治疗方法。

出于技术原因，尤其是出于伦理原因，研究活人心脏具有挑战性。因此，研究人员使用了经过操纵的干细胞，使它们能够模仿心脏细胞。通过这种方式，他们可以培育出与人类心脏一样行为的有机组织，并且他们可以研究和测试这种组织以更多地了解正在发生的事情。

这种组织几乎就像一小块活肉，大约有1厘米大小。这使得测试情况非常苛刻，心脏细胞跳动并沿着它不断运动，因为样本太大而无法使用传统显微镜进行研究。新显微镜可以很好地处理这个问题。

“你在碗里放了一大块肉，你想用显微镜拍摄它的照片。你想看到它的最小部分，你想要超高分辨率。我们用新的显微镜实现了这一点，”斯特罗尔说。

一级方程式师

KennethBowitzLarsen领导着一个配备先进显微镜的大型实验室，UiT卫生学院的所有研究小组都在使用这些显微镜。他测试了这种新显微镜，并且很乐观。

“这个概念很棒，他们制造的显微镜可以做商业系统做不到的事情，”拉森解释道。他领导的实验室主要使用蔡司、尼康等供应商的商用显微镜。

“然后我们还与研究小组合作，例如FlorianStröhl所代表的那个。他们构建显微镜并测试光学概念，它们在某种程度上类似于显微镜的一级方程式分支，”Larsen说。Larsen对Ströhl的新型显微镜充满信心创建。

商业显微镜必须适用于各种可能的样品，而Ströhl开发的显微镜更适合特定任务。

“它非常感光，可以在不同的焦点描绘标本。它可以穿过样品，你可以看到高处和低处。它发生得如此之快，几乎可以实时看到。这是一个极快的显微镜，”拉森说。

根据拉森的说法，到目前为止的测试表明这种方法效果很好，他相信这种类型的显微镜最终可以用于观察移动生物的所有类型的样本。

他还看到了这种显微镜速度的另一个优势。

“强光对细胞不利。由于这种显微镜非常快，它使细胞暴露在更短的光照下，因此更加温和，”他解释道。

该技术已获得专利

显微镜的原型可以工作并且可以使用。研究人员目前正致力于打造更易于使用的升级版本，让更多人能够操作和使用显微镜。

研究人员还申请了专利，并正在寻找工业合作伙伴，将其开发成可以出售的显微镜。

与此同时，原型将提供给可以从新技术中受益的当地合作伙伴。

Ströhl说：“如果挪威的其他人有特别苛刻的样品需要检查，我们也会将其提供给他们。”