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FV3000共聚焦显微镜和X Line 40X油浸物镜对骨细胞相互作用进行高分辨率成像


现有研究表明,通过破骨细胞重吸收和成骨细胞新形成的平衡,骨骼得以不断重塑。然而,某些健康因素会打破这个平衡,导致出现如骨质疏松症等骨骼病变。若要深入地了解骨骼重塑机制,观察破骨细胞和成骨细胞之间的相互作用将非常关键。

在本项研究中,我们制备一枚小鼠胫骨切片(图1),并深入观察骨髓和皮质骨边界区域的破骨细胞和成骨细胞。通常情况下,我们会先用低放大倍率物镜获得较大视野并找到感兴趣区域,然后再使用高倍率油浸物镜以更高分辨率观察细节。但是这种方法不一定很可靠,因为切换物镜有可能会丢失感兴趣区域。

对此,我们只使用一枚40X油浸物镜观察标本,既在大视野下找到了感兴趣区域,又保证了极高的光学分辨率,大大提高工作效率,并保证了实验的可重复性。

图1:胫骨切片示例
图1:胫骨切片示例

使用X Line 40X油浸物镜(UPLXAPO40XO)对骨细胞相互作用进行高分辨率成像

我们先后观察了小鼠胫骨切片中骨髓和皮质骨之间的边界区域、成骨细胞(绿色)与血管内皮细胞(黄色)的接触部位(图2a中的*),以及成骨细胞与破骨细胞的相互作用部位(图2a中的#)(红色)。40倍油浸物镜拍摄的大视野,可以帮助我们获得高清概览图像,并能迅速定位感兴趣区域(图2a方框部分)。

通过扫描光学变倍Zoom功能,我们在成骨细胞与破骨细胞相互作用位点获得了更高分辨率的图像(图2b)。使用X Line 物镜UPLXAPO40XO(NA1.40)与使用常规物镜UPLSAPO60XO(NA1.35)获得的图像质量几乎没有区别(图2c)。

图2:小鼠胫骨切片的荧光图像

图2:小鼠胫骨切片的荧光图像
使用UPLXAPO40XO物镜进行1倍Zoom获得的图像
使用UPLXAPO40XO物镜进行3.45倍Zoom获得的图像
使用UPLSAPO60XO物镜进行2.03倍Zoom获得的图像

成像条件
显微镜:FV3000共聚焦显微镜系统
物镜:UPLXAPO40XO(UPLSAPO60XO用作对照)
激光:488 nm (AlexaFluor488,绿色),561 nm(AlexaFluor568,红色),640 nm (AlexaFluor647,黄色)


FV3000共聚焦显微镜如何助力我们的实验

利用X Line物镜实现高画质成像

X Line物镜的高数值孔径(NA)能够收集更多信号,从而获得更明亮、分辨率更高的图像。

阅读X Line物镜白皮书

利用X Line物镜实现高画质成像

在低照度激发光下捕捉高信噪比(SNR)图像

FV3000共聚焦显微镜采用奥林巴斯全真光谱TruSpectral专利检测技术,将高灵敏度与高光谱灵活性集于一身,甚至可以检测微弱的荧光信号。TruSpectral检测器配有多达四通道的GaAsP高灵敏检测器,高达45%的量子效率让用户能够观察使用常规设备无法观察的弱光标本。在极低激发光条件下,Peltier固体制冷技术可将背景噪声降低至20%,从而获得高信噪比图像。 在低照度激发光下捕捉高信噪比(SNR)图像

Yukiko Kuroda博士的点评

Yukiko Kuroda博士

在寻找破骨细胞和成骨细胞相互作用的位点时,先用低倍干镜获得大视野寻找感兴趣区域,再切换高倍率油镜拍摄高分辨率图片的方法并不高效,而且在成像过程中添加镜油也不太方便。如果只用UPLSAPO60XO物镜进行成像,由于视野小,要花很长时间才能找到感兴趣区域。

我们的研究表明,得益于与高倍物镜相当的数值孔径(NA),仅使用40X油浸物镜(UPLXAPO40XO)就能获得与UPLSAPO60XO物镜拍摄图像等效的高分辨率图像。最终我们仅需使用UPLXAPO40XO 这一只物镜就能够高效观察破骨细胞和成骨细胞之间的相互作用。

致谢
本应用指南的编写得到Yukiko Kuroda博士的协助,她是庆应义塾大学(Keio University)讲师,并负责本项研究中的图像。

Products used for this application

激光扫描共聚焦显微镜

FV3000

  • 配有常规扫描单元的FV3000或配有常规/共振混合扫描单元的FV3000RS
  • 可在所有通道上进行高效、准确的全真光谱检测
  • 具有针对活细胞成像进行优化的高灵敏度和低光毒性
  • 倒置和正置镜架选项可适应各种应用和样品类型
超平场超级复消色物镜

UPLXAPO

  • 高数值孔径,高平场性,从400nm到1000nm宽波段色差校准
  • 极其精准的成像效果使之具有广泛的应用,从明场/荧光显微镜到共聚焦/超高分辨率显微镜都可使用

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