光学投影断层扫描：活检超微结构的多尺度多模态光学成像

作为人体最大的器官，肝脏由复杂的宏观和微观结构组成，这些机构赋予了它维持生理稳态的不可或缺功能。对人体肝脏进行光学成像尤其具有挑战性，原因在于需要覆盖从厘米至纳米的7个数量级长度尺度，以便全面评估整个器官的超微结构，直至亚细胞水平并探测其生理功能。由于肝脏对可见光的强烈吸收和散射作用，使得这一任务的难度随着成像深度的增加而加剧。

本研究采用光学投影断层扫描和光片荧光显微镜等介观成像技术，生成了肝组织的三维图谱。这种技术组合有望使我们能够对扩展组织中肝脏的超微结构进行成像，并将进一步改善静脉、胆管和鼻窦的定量成像分辨率，以及我们对它们内部连接细节的深入了解。

图1 人体肝脏的光学投影断层扫描（OPT）。（A） 和 （B） 是从同一患者获得的两种不同的肝活检，每个活检的体积约为 3 毫米 × 3 毫米 × 5 毫米。中间柱面板中的图像是整个样品荧光的投影。左侧面板中的图像显示了在每行中蓝色虚线指示的区域拍摄的单个横截面。右面板中的图像是一堆横截面的投影，其范围由黄色虚线框表示。用识别平滑肌细胞的平滑肌肌动蛋白（品红色，由各个面板中的箭头表示）和识别胆管的细胞角蛋白 19（白色，在面板中用星号表示）的抗体对标本进行染色，随后按照 BABB 方案清除。左上角的插图显示了 BABB 中光学清除的肝脏样本的照片。

光学投影断层扫描是一种基于光学原理的成像技术，能够对物体内部结构进行高分辨率扫描和成像。在医学、工业检测等领域有广泛的应用，可提供丰富的信息和细节。鑫图FL 20BW相机非常适合光学投影断层扫描成像：一方面它具有2000万像素的高分辨率，2.4微米像元非常适合和低倍物镜搭配，对组织细胞进行高分辨率成像；另一方面，它具有高达84%的量子效率、低至0.6e-的读出噪声和0.001e-/pixel/s暗电流噪声，这意味在弱光下和长曝光环境下也能具有非常好的成像信噪比。

参考文献

C. Kong, S. Bobe, C. Pilger et al., “Multiscale and Multimodal Optical Imaging of the Ultrastructure of Human Liver Biopsies,” Frontiers in Physiology, 12, (2021).https://doi.org/10.3389/fphys.2021.637136 Google Scholar.

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