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你知道嗎？光片螢光顯微鏡如何減少樣本的光損傷？
光片螢光顯微鏡（Light Sheet Fluorescence Microscopy, LSFM）作為一種前沿的顯微技術，不僅具備中高光學解析度，還具備良好的光學切片能力和高速度等優勢。與傳統的表面螢光顯微鏡（epifluorescence microscopy）不同，LSFM僅對樣本的細微切片進行垂直照明，實現輕量的光損傷，特別對於活體樣本的觀察顯得尤為重要。這使得LSFM在生物醫學研究中的應用越來越受到重視。
光片螢光顯微鏡所采用的激光光片技術，能夠以更低的光強度和更短的暴露時間降低樣本的光損傷。
基本設置與工作原理
在LSFM中，照明光片是使用激光擴展光束經過平面透鏡或圓柱透鏡專注於一個方向，從而產生一薄層的光束。這個光束在樣本中只激發幾微米厚的切片，使用標準的顯微鏡物鏡來收集從光片發出的螢光。這種光學架構降低了對樣本的照明需求，因而顯著降低了光損傷。
為何光片螢光顯微鏡可以減少光損傷？
光片螢光顯微鏡的設計使其能夠在觀察細胞或組織的特定部分時，只照亮該部分，而其他區域不受激光的影響。這種照明方式不僅能降低光照引起的熱損傷和化學變化，還能使得活細胞及其結構的觀察更為真實且無干擾。此外，由於光片照明可以快速切換，這也使得在時間較長的實驗中，照明的整體強度得以控制，避免產生過大的光損傷。
LSFM的快速成像技術使得生物樣本在觀察過程中受到的光損傷比其他點掃描方法顯著減少，這對於研究活動過程尤為關鍵。
技術演變與發展
光片螢光顯微鏡最早於1994年被實現，最初名為「正交平面螢光光學切片顯微鏡」（Orthogonal Plane Fluorescence Optical Sectioning, OPFOS）。隨著技術的不斷進步，LSFM的各種擴展應用相繼出現，例如對不同波長的激光進行調整，增強其在觀察中層厚組織的能力，並降低光造成的損傷。此外，技術的演變還包括使用多重光片以及自重建光束進一步改善成像能力，這些方法有效對抗散射引起的強度損失和其它成像誤差。
應用領域
光片螢光顯微鏡在細胞生物學和器官觀察中應用廣泛，可以觀察胚胎發育的過程，這一技術能夠在幾天的時長內持續追蹤生物發展的變化。例如，在胚胎發育中，科學家們利用LSFM觀察到心臟的跳動以及細胞間的相互作用，這對生物醫學領域的研究意義深遠。
LSFM的技術能力使得觀測者能夠在多維度中觀察細胞的運動和發展，這一特性在當前的科研探索中至關重要。
面臨的挑戰
儘管光片螢光顯微鏡技術的優勢明顯，但其發展和應用依然面臨許多挑戰。主要問題在於如何在保持解析度的同時進一步減少樣本的光損傷。此外，光片技術可能導致影像中出現條紋等伪影，這意味著在實施過程中需要更複雜的圖像處理技術來改進結果。此外，儘管已有許多組織清除技術的發展，但質地均勻、一致性良好的樣本仍然是一個難題。
隨著科技的進步，光片螢光顯微鏡無疑會引領新的生物醫學影像技術革命，對於未來的研究，哪些新方法能進一步減少樣本的光損傷呢？
