《適用於活體細胞功能研究的光纖化螢光光譜顯微成像》是依託華中科技大學，由袁菁擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：適用於活體細胞功能研究的光纖化螢光光譜顯微成像
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：袁菁
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
在活體條件下確證細胞的真實功能是從細胞水平揭開生命奧秘、征服疾病的關鍵。螢光光譜顯微成像技術能夠對細胞功能相關的多細胞事件進行並行探測，是活體細胞功能研究可視化的重要技術手段之一。但現有螢光光譜顯微成像技術僅能在顯微鏡下以有創方式實現，局限了其在活體細胞功能研究中的套用。光纖化螢光光譜顯微成像技術的出現為解決這一問題提供了可能。在準確獲取熒芝紋棵光信號光譜成像信息方面，光纖化螢光光譜顯微成像技術還有待深入研究，以更好滿足活體細胞功能研究的需要。本項目提出適用於活體細胞功能研究的光纖化螢光光譜顯微成像新方法：建立基於光纖束的傅立葉變換螢光光譜顯微成像技術；研究螢光信號在光纖化螢光光譜顯微成像系統中的傳輸機制；探索光纖化螢光光譜顯微成像系統的成像理論；開展細胞功能研究的活體光譜成像實驗。該項目的順利實施將為活體細胞功能研究的可視化提供新的實驗平台，為合理解釋、預測細胞功能提供新的實驗依據和科學依據。
結題摘要
摘要： 光纖化螢光光譜顯微成像技術為活體細胞功能研究可視化提供了重要煉頌榜的技術手段。但在準確獲取螢光信號光譜成像信息方面，光纖化螢光光譜顯微成像技術還有待深入研究，以更好地滿足活體細胞功能研究的需要。本項目建立了適用於活體細胞功能研究的光纖化螢光光譜充遷櫃謎顯微成像新方法，從基本原理驗證、核心器件設計、典型套用示範等幾個方面展開了一系列的工作。為了提高光纖化螢光光譜顯微成像技術的光譜解析度，以螢光發射光譜為特徵量，建立了基於光纖束的傅立葉變換螢光發射光譜顯微成像技術，實現了橫向解析度4.4μm，最高光譜解析度在632.8nm處0.2nm。極大地提高了光纖化螢光光譜顯微成像技術的光譜分辨能力，而且還具有成像通量大、光譜連續、解析度可調等優點，為活體辨別不同標記的多細胞事件提供了技術支撐。在此基礎上，為了進一步改善光纖化螢光光譜顯微成像技術的信噪比，以螢光激發光譜為特徵量，建立了基於光纖束的傅立葉變換螢光激發光譜顯微成像技術。該方法將光譜調製機制引入照明光路，從而避免了在探測光路因插入額外元器件帶來的信號下降。實現了橫向解析度3.48μm，最高光譜解析度在488nm處0.2nm的系統性能。該技術具有樣品光輻射小、並行螢光激發探測、可變光譜解析度及自校準等優點。微型物鏡是光纖化螢光光譜顯微成像的關鍵器件，其光學性能決定了系統最終實現的成像質量。由於微型物鏡外形尺寸小，光譜成像又要求其具有良好的消色差性能，因此，設計難度較大。本項目分三步走，逐步摸索經驗、改進設計、縮小外徑並最終實現了5片透鏡組成的微型物鏡，外徑2.6mm，物方數值孔徑0.5，視場360μm，橫向解析度0.78μm，成像質量與商業共聚焦顯微鏡類似。利用所建立的螢光光譜顯微成像新方法，在體原位觀察了小鼠皮膚、鼠腦內不同類享說榆型神經細胞以及神經元與血雄精匙龍管網路等模型，為該方法的生物學套用摸索了經驗。其中，首次實現了利用光纖化方法在小鼠腦內對不同類型神經細胞的同時觀察與光譜分辨。該項目的順煮膠利實施，為活體細胞功能研究洪舉府可視化提供了新的工具。
