NCF1000 激光共聚焦显微镜

关于小鼠踝关节组织查看

一 、实验背景

小鼠踝关节作为生物医学研究的重要对象,其精细的解剖结构和与人类的生理相似性,为骨关节疾病、运动损伤及再生医学研究提供了理想模型。该关节由胫骨、腓骨远端与距骨精密咬合构成,关节面覆盖透明软骨,其独特的生物力学特性可支撑体重传递与多向运动。外周韧带网络(外侧副韧带复合体、三角韧带等)与肌腱协同作用,维持关节稳定性并实现灵活运动。

滑膜组织与关节囊形成的微环境富含细胞因子,为研究炎症性关节炎(如类风湿性关节炎)的病理机制提供关键窗口。科研应用中,该模型常被用于:

1. 骨关节炎病程的动态观测(软骨退化/骨赘形成)

2. 肌腱/韧带损伤修复的生物力学评估

3. 新型抗炎药物递送系统的验证

4. 干细胞疗法在软骨再生中的应用研究

通过Micro-CT三维重建、组织病理染色及基因编辑技术的结合,研究者可精准解析关节退变机制,为人类关节疾病的诊疗策略提供转化医学依据。该模型在基因敲除鼠表型研究中的广泛应用,更揭示了Wnt/β-catenin、TGF-β等信号通路在关节稳态维持中的关键作用。

本实验在染色后整体观察组织的炎症状况。

二 、实验场景:大图拼接与查看
1.  大图拼接是一种重要的荧光分析方法。其本质是由于单一视场无法完整观察整个样品状态,通过对指定区域的不同位置进行拍摄,按一定的算法进行拼接,将多张图拼接成一张图。

图1:大图拼接示意图

2.  在本次实验中,用户使用了三种染料染色的组织,并期望使用大图拼接功能对全范围的组织进行查看,查看整体状态后,使用高倍物镜寻址到感兴趣的位置进行更细致得查看。通过NCF1000共聚焦显微镜,主要选用4X物镜先进行大图拼接,再用寻址到目标位置,用20X复消色差物镜拍摄局部组织状态,以判断条件下小鼠踝关节炎症状况等。

  • 针对组织大图拼接整体与局部结构查看
正常情况下,大图拼接实验采用低倍镜如10X或者4X进行整体拼接,再使用高倍物镜,对局部细节进行拍摄观察。本次实验对小鼠踝关节组织观察,先使用了4X物镜拼接,再使用20X物镜对局部进行拍摄。

图2:小鼠踝关节组织整体与局部图1
拼接拍摄条件
显微镜:NCF1000激光共聚焦显微镜
物镜:4X (NA = 0.15)
分辨率:512 X 512像素
激光通道:405nm,488nm,561nm
拼接尺寸:6X9

单图拍摄条件
显微镜:NCF1000激光共聚焦显微镜
物镜:20X(N.A.=0.75)
分辨率:2048 X 2048像素
激光通道:405nm,488nm,561nm

三 、NCF1000共聚焦显微镜如何助力实验
1. 使用功能一:大图拼接
NCF1000配置的NomisPro X-C软件中支持自由选择大图扫描范围,最低可使用4X物镜进行大图扫描。
2. 使用功能二:大图寻址
NCF1000配置的NomisPro X-C软件中支持对完成大图扫描后的图片组进行自动融合成一张大图的功能,并且可以实现将拼好的大图作为一个地图,对地图上任意位置可以进行双击寻址的功能。
3. 使用功能三:多通道扫描
NCF1000可以进行多通道扫描配合大图扫描和寻址,可以进实现单通道或者多通道融合的大图拼接,查看多种荧光蛋白在整个样品上的位置关系等功能

四 、实验过程中可能遇见的问题
Q1:完成拼接后图片如何查看,如何对拼接图各个通道亮度信息进行修改?
A1:大图扫描完成后,单价项目文件下对应的文件,即可在软件上查看。如果拼接图分辨率小于8192,可以同单图一样单击每个通道进行亮度调节;若分辨率大于8192,则需要在大图查看器中进行调节。

Q2:拼接完成后,如何进行寻址查看样品某一位置?
A2:拼接完成后,若分辨率小于8192,单击对应图片后,在右侧通道显示选择栏下点击拼接按钮,在跳出的弹框询问是否打开位置查找功能时选择“是的”,此时在打开的大图查看器中,双击任意通道的某一位置,即可实现寻址。需注意使用拼接寻址功能时,要求样品刚完成拍摄并且没有发生样品和平台的相对位置变化。

Q3:如何使用更高倍镜查看拼接图的某一位置?
A3:样品没有发生和平台的相对位置变化的情况下,可以直接切换物镜进行寻址即可。需注意,如果需要使用油镜观察,应该提前在物镜上滴上镜油,否则完成拼接拍摄后,再补充镜油会因为拿放样品导致样品和平台发生相对位置变化,导致寻址功能出错。