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細胞から臓器全体まで: ライトシート顕微鏡法は生物学的世界に対する私たちの理解をどのように変えますか?
生物学の世界では、顕微鏡の進歩は常に生命の謎を明らかにするための重要なツールでした。最近、ライトシート蛍光顕微鏡 (LSFM) の出現によりこの状況が変わり、より高速なイメージング速度と優れた画像コントラストが提供され、研究者は生きた細胞や無傷の器官でより鮮明な画像を取得できるようになりました。
ライトシート蛍光顕微鏡は、以前のテクノロジーでは想像できなかった、1 秒あたり数百から数千のフレームで 3D 画像をキャプチャできます。
従来の共焦点顕微鏡と比較すると、ライトシート顕微鏡の検出方法は完全に異なります。この技術では、サンプルの薄い層 (通常は数百ナノメートルから数ミクロンの厚さ) のみが垂直に照射されるため、サンプルへの光による損傷が軽減されるだけでなく、画像のコントラストも向上し、研究者は次のことを行うことができます。読者はサンプル内の微妙な変化をより鋭く捉えることができます。
ライトシート顕微鏡の基本原理
ライトシート蛍光顕微鏡の基本セットアップは、シリンドリカル レンズを通して拡大および集束され、一方向のみに薄い光のシートを形成するレーザー ビームで構成されます。この薄いライト シートはサンプルの特定の部分を照らし、サンプルから発せられる蛍光は標準的な顕微鏡対物レンズを使用して収集され、イメージ センサーに投影されます。
面光照明を使用するため、ライトシート蛍光顕微鏡のイメージング速度は、従来の点スキャン法の 100 ～ 1000 倍に達する可能性があります。
サンプルのロードとイメージングの特性
ライトシート顕微鏡は高速ですが、サンプルのセットアップに特別な方法も必要です。サンプルは通常、顕微鏡の下に吊り下げられるか、特別な支持装置に取り付けられます。これらの対策により、顕微鏡の照明光路と検出光路が適切に調整され、鮮明な画像が形成されます。
ライトシート顕微鏡のイメージング モードでは通常、画像面全体でサンプルを移動する必要があり、イメージ センサーより大きいサンプルの場合は横方向の移動が必要です。さらに、研究者は多視点イメージングを通じて画像解像度をさらに向上させることができます。
解決能力と技術の進歩
ライトシート蛍光顕微鏡の横方向の分解能は、従来の消火蛍光顕微鏡のそれに匹敵し、検出対物レンズの能力と使用する光の波長に依存します。構造化照明や超解像度顕微鏡などの近年の技術の進歩により、この技術の機能はさらに強化され、従来の顕微鏡の限界が克服されました。
さらに、補償光学技術と組み合わせたライトシート顕微鏡により、厚いサンプルでもより深い画像を取得できるため、この技術の応用に新たな扉が開かれます。
ライトシート顕微鏡の幅広い用途
ライトシート蛍光顕微鏡は、発生生物学、神経科学、創薬などの分野で重要な役割を果たしています。この技術により、数日間にわたる胚の発生の観察が可能になるだけでなく、従来の多くの顕微鏡では不可能だった細胞の動的な変化の正確な追跡も可能になります。
ライトシート顕微鏡の出現により、私たちはこれまでにない方法で生命を探索し、理解できるようになりました。
将来、技術がさらに進歩するにつれて、ライトシート顕微鏡法はより広範囲の生物医学研究において重要な役割を果たし、生物界に対する私たちの理解を変える可能性があります。この強力な顕微鏡イメージング技術は、私たちの生命過程の理解にどのような影響を与えるのでしょうか?
