Multi-immersion open-top light-sheet microscope for high-throughput imaging of cleared tissues

doi:10.1038/s41467-019-10534-0

.2019年7月4日；10(1):2781.

doi:10.1038/s41467-019-10534-0。

用于清洁组织高通量成像的多膜开放式光片显微镜

附属公司

¹华盛顿大学机械工程系，西雅图，华盛顿州，98195，美国。akglaser@uw.edu。
²华盛顿大学病理学系，西雅图，华盛顿州，98195，美国。
^三华盛顿大学机械工程系，西雅图，华盛顿州，98195，美国。
⁴华盛顿大学化学系，西雅图，华盛顿州，98195，美国。
⁵华盛顿大学免疫学系，西雅图，华盛顿州，98109，美国。
⁶应用科学仪器，俄勒冈州尤金，97402，美国。
⁷艾伦脑科学研究所，华盛顿州西雅图，98109。
⁸华盛顿大学生理学和生物物理系，西雅图，华盛顿州，98195，美国。
⁹华盛顿大学机械工程系，西雅图，华盛顿州，98195，美国。jonliu@uw.edu。
¹⁰华盛顿大学病理学系，西雅图，华盛顿州，98195，美国。jonliu@uw.edu。

PMID： 31273194
预防性维修识别码： PMC6609674型
内政部： 10.1038/s41467-019-10534-0

用于清洁组织高通量成像的多膜开放式光片显微镜

亚当·格拉泽等。国家公社. 2019.

.2019年7月4日；10(1):2781.

doi:10.1038/s41467-019-10534-0。

附属公司

¹华盛顿大学机械工程系，华盛顿州西雅图，98195。akglaser@uw.edu。
²华盛顿大学病理学系，西雅图，华盛顿州，98195，美国。
^三华盛顿大学机械工程系，西雅图，华盛顿州，98195，美国。
⁴华盛顿大学化学系，西雅图，华盛顿州，98195，美国。
⁵华盛顿大学免疫学系，西雅图，华盛顿州，98109，美国。
⁶应用科学仪器，俄勒冈州尤金，97402，美国。
⁷艾伦脑科学研究所，西雅图，华盛顿州，98109，美国。
⁸华盛顿大学生理学和生物物理学系，华盛顿州西雅图，98195。
⁹华盛顿大学机械工程系，西雅图，华盛顿州，98195，美国。jonliu@uw.edu。
¹⁰华盛顿大学病理学系，西雅图，华盛顿州，98195，美国。jonliu@uw.edu。

PMID： 31273194
预防性维修识别码： PMC6609674型
内政部： 10.1038/s41467-019-10534-0

摘要

光学透明和光学薄片显微镜的最新进展为从完整组织中获取结构和分子信息提供了前所未有的途径。然而，目前的薄片显微镜对样本的大小、形状、数量以及与各种清洁协议的兼容性都有限制。在这里，我们提出了一种多浸入式开放式薄片显微镜，它可以简单地安装用各种清除协议处理的多个标本，这将促进临床前研究人员和临床实验室的广泛采用。尤其是，开放式几何结构提供了无与伦比的多功能性，可在未来与多种配件技术进行交互。

PubMed免责声明

利益冲突声明

A.G.、N.R.、L.T.和J.L.是Lightspeed Microscopy Inc.的联合创始人和股东。其余作者声明没有竞争利益。

数字

图1
多熔开顶式光片（OTLS）显微镜。一该系统可以使用模块化透明支架简单安装多个试样。照明和收集目标位于试样架下方，由装满可互换浸没介质的储液罐隔开。b条离轴照明灯片和收集的荧光斜穿过浸泡介质、支架和样品。通过精确匹配所有三种材料的折射率，并利用沿照明路径的固体漫反射透镜（SIL）的波阵匹配特性，可将像差降至最低。插图（右上角）描绘了灯片的焦距和光束束腰。系统的点扩散函数（PSF）（比例尺：1 μm）和照明和收集光束的折射感应相关数值孔径（NA）如所示(**c（c）**)和(d日).e（电子）该系统的机械设计包括电动XY工作台、电动Z致动器、电动滤光片轮、扫描镜、计算机控制的多波长光纤耦合激光封装和sCMOS相机，所有这些都可以实现简单放置在平板上的多个样本的高通量自动成像，或放置在不同种类的透明支架设计中(**（f）**).克通过使用阶段扫描和横向/垂直平铺的组合实现体积成像

图2
OTLS成像支架设计。一系统点扩散函数（PSF）和斯特雷尔比的光学模拟(*S公司*)和光线追踪点图，显示了光路差（Δn个 × t吨)可忽略、小或大，从而导致衍射(*S公司*~1.0），近衍射线(*S公司* > 0.8），或畸变(*S公司* < 0.8）成像性能（比例尺：1 微米）。Strehl比率的相关性，*S公司*，作为Δ的函数n个 × t吨绘制，表明对于衍射成像，Δn个 × t吨 < 0.002 应保持mm。基于这种情况，潜在的玻璃和单体/聚合物保持材料如所示(b条). 色标表示最大材料厚度，t吨_最大值，即根据固有失配Δ允许n个已发布清算协议的材料。还指出了材料和化学试剂的化学不相容组合

图3
多散射和多样本成像。一12例ECi-cleared人类前列腺活检的OTLS成像（比例尺：1 mm）放置在多活检支架内。放大视图显示良性和恶性腺体的复杂3D结构（比例尺：25μm和10 微米）。图像可以是假彩色的，以模拟传统的基于色原（基于吸收）的H&E和IHC组织病理学的外观。b条放置在10个 × 10 -cm玻璃板（比例尺：1 毫米）。感兴趣的高认知区域显示了可视化单个神经元的能力（比例尺：100 微米）。**c（c）**将Ce3D清除的小鼠淋巴结、心脏、前列腺和肺置于多孔板内的全器官成像（比例尺：1 毫米）。d日放置在聚四氟乙烯鼓膜上的扩张厚肾切片的大比例成像。高分辨率感兴趣区域显示单个肾小球（比例尺：40 μm），容器（比例尺：80 μm），以及管道（比例尺：50 微米）。带有DAPI计数器的多通道放大显示了由于膨胀而提高的分辨率（比例尺：100μm和20 微米）。整个扩张肾脏的比例尺表示扩张标本的物理尺寸，而插图的比例栏表示天然未扩张组织的尺寸

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1. Richardson DS，Lichtman JW。净化组织。细胞。2015;162:246–257. doi:10.1016/j.cell.2015.06.067。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学
1. Chung K等人。完整生物系统的结构和分子询问。自然。2013;497:332–337. doi:10.1038/nature12107。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学
1. Tanaka N等人。三维肿瘤的全组织活检表型揭示了癌症异质性的模式。Nat.生物识别。2017年工程；1:796. doi:10.1038/s41551-017-0139-0。-内政部-公共医学
1. Susaki EA等人。用于全脑和全身清除和成像的高级CUBIC协议。《国家协议》。2015;10:1709–1727. doi:10.1038/nprot.2015.085。-内政部-公共医学
1. Glaser AK等。大型临床标本无滑动无损病理学的薄片显微镜检查。Nat.生物识别。工程2017；1:0084. doi:10.1038/s41551-017-0084。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

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[2] Richardson DS，Lichtman JW。净化组织。细胞。2015;162:246–257. doi:10.1016/j.cell.2015.06.067。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[3] Chung K等人。完整生物系统的结构和分子询问。自然。2013;497:332–337. doi:10.1038/nature12107。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[4] Chung K等人。完整生物系统的结构和分子询问。自然。2013;497:332–337. doi:10.1038/nature12107。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[5] Tanaka N等人。三维肿瘤的全组织活检表型揭示了癌症异质性的模式。Nat.生物识别。2017年工程；1:796. doi:10.1038/s41551-017-0139-0。-内政部-公共医学

[6] Tanaka N等人。三维肿瘤的全组织活检表型揭示了癌症异质性的模式。Nat.生物识别。2017年工程；1:796. doi:10.1038/s41551-017-0139-0。-内政部-公共医学

[7] Susaki EA等人。用于全脑和全身清除和成像的高级CUBIC协议。《国家协议》。2015;10:1709–1727. doi:10.1038/nprot.2015.085。-内政部-公共医学

[8] Susaki EA等人。用于全脑和全身清除和成像的高级CUBIC协议。《国家协议》。2015;10:1709–1727. doi:10.1038/nprot.2015.085。-内政部-公共医学

[9] Glaser AK等。大型临床标本无滑动无损病理学的薄片显微镜检查。Nat.生物识别。工程2017；1:0084. doi:10.1038/s41551-017-0084。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[10] Glaser AK等。大型临床标本无滑动无损病理学的薄片显微镜检查。Nat.生物识别。工程2017；1:0084. doi:10.1038/s41551-017-0084。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

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