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斑马鱼研究用什么显微镜看?
发布时间:2022-08-05

一、斑马鱼的基本特点

斑马鱼身体延长而略呈纺锤形,头小而稍尖,吻较短,全身布满多条深蓝色纵纹,与银白色或金黄色纵纹相间排列,形似斑马而得名。

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斑马鱼成体

 

斑马鱼不仅可以作为观赏鱼,在科研与产业应用上也有十分重要的作用,作为重要的脊椎模式动物之一,斑马鱼在诸多方面有着巨大的优势:

(1)与人类基因同源性达百分之87,疾病信号传导通路与人类的高度保守,因此可作为研究人类某些疾病的重要参考;

(2)胚胎在体外发育,呈透明状,可直接观察内部器官,因此可以结合活体染料、抗体、核酸探针等,为药物筛选和药物靶器官鉴别提供观测依据;

(3)成鱼体长4-6cm,幼鱼体长1-2mm,可使用多孔板操作进行高通量分析;

(4)发育迅速,24小时内即可从受精卵发育到完整胚胎,2-3天即可孵出仔鱼,实验周期短,大部分实验一周即可完成;

除了以上优势外,斑马鱼还具有性成熟周期短、产卵量大、转基因和突变品系众多、遗传学工具成熟等诸多优点,被广泛应用到以下诸多领域:

(1)药物筛选、研发

(2)水质监测

(3)遗传研究

(4)人类疾病研究

(5)毒理研究

 

二、显微成像技术在斑马鱼研究中的应用

(1)斑马鱼胚胎显微操作与观察

在显微镜下,控制显微注射针在显微镜视野内移动,对进行细胞或早期胚胎操作。斑马鱼显微注射是将实验材料直接注射到1-4细胞期的斑马鱼胚胎中,由于在这个胚胎发育早期没有膜分隔细胞和卵黄,注入1个细胞或卵黄的溶液将扩散到整个胚胎中,通过注射不同类型的实验样品,实现基因的瞬时过表达、表达敲减、以及制备转基因或突变斑马鱼品系等研究

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体视荧光显微镜MZX81下的斑马鱼卵

 

(2)观察斑马鱼结构细节

在斑马鱼的各项研究应用中,正确的筛选和分拣步骤至关重要。针对斑马鱼胚胎、幼鱼或成鱼,关注的细节有所不同。如在胚胎的观测中,着重关注胚胎发育过程中各器官的形成生长过程;在幼鱼与成鱼阶段,包括斑马鱼的整体形态、神经系统、心脏、血管和色素等的细节是关注较多的。

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明美体视显微镜拍摄的斑马鱼幼鱼,可见色素的分布情况

 

(3)观察荧光标记的斑马鱼

使用荧光蛋白斑马鱼进行标记使其在特定的组织器官中表达,就可以实现通过荧光信号观察到特定器官的发育与生理变化,甚至可以动态追踪其胚胎发育全程以及外源性物质或基因突变对器官发育的影响。如通过对血管系统、心脏、肝脏、淋巴系统等进行荧光标记观测,可作为在血管生成、淋巴管生成、肿瘤形成、抗肿瘤药物筛选与评价等领域应用的重要依据。

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明美体视荧光显微镜,斑马鱼荧光标记观察

 

三、显微成像技术在斑马鱼研究应用中的挑战

(1)挑选合适的显微镜

斑马鱼研究往往需要对斑马鱼整体和局部高倍放大进行观察,前者需要用到体视显微镜,后者则需搭配生物显微镜,使用特殊的高倍放大体视显微镜可以一台设备解决两个问题。另外如果需要用到荧光观察,还会要求使用研究级体视显微镜,如明美MZX81MZX100,这些显微镜采用无限远双路平行光的伽利略光学系统,可以轻松扩展接入荧光模块实现荧光观察。

 

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明美体视显微镜MZX81MZX100采用双路平行的伽利略光学系统

 

(2)荧光成像中干扰的排除

在对斑马鱼进行活体荧光成像时,因为要保证样本的健康以及得到真实的蛋白表达,尤其在融合的XFP蛋白(不影响结合蛋白的生物学功能)检测中,荧光信号会尽量维持在低水平,使用低自发荧光的部件对微弱的目标荧光信号获取至关重要。

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MZX81荧光成像的斑马鱼

 

(3)正立像和立体感

在对斑马鱼胚胎进行显微镜放大操作时,成像如果倒立、缺乏立体感,会导致操作时对空间距离把握不到位。与常规生物显微镜不同,体视显微镜采用的是左右两路光路设计,可大幅提升图像的可视性和立体感,同时成像是正立放大像,方便镜下操作。

 

(4)活体观测中的清晰度和灵敏度

活体观测时需要一定的操作空间,同时还要保证在动态的活动中,图像能保持合适的清晰度和灵敏度,避免错过重要的动态事件。采用高分辨率、长工作距离物镜,使用高灵敏度相机能很好应对这一挑战。

 

四、明美解决方案

斑马鱼06.png    图片7.jpg

(1)高质量荧光观察方案:体视荧光显微镜MZX81 /MZX100+ 研究级荧光显微镜MF43-N + 高灵敏度相机MC50-S/MS23

Ø 已有两位老师使用这套方案发表了高质量的斑马鱼研究论文

Ø MZX81配备大变倍比、多色LED荧光模块和复消色差物镜,荧光成效效果好

Ø MF43-N研究级正置荧光显微镜配备6孔荧光转盘,荧光通过占比高,切片观察效果好

Ø 高灵敏度相机MC50-S/MS23,能有效实现快速、低光毒性的荧光成像

Ø 可选研究级倒置荧光显微镜MF53-N取代MF43-N,适配一些培养皿培养类目标

 

 

图片08.png    MZX81斑马鱼1.jpg

(2)明场观察体视可升级方案:体视显微镜MZ62/MZ101 + 高色彩还原相机MS60/MSX1 + 升级简易体视荧光附件

Ø MZ62/MZ101适合满足小鼠解剖、胚胎观察、明场染色等非荧光的观察和操作需求

Ø 采用高亮白光LED照明,可支持透射、反射、透反射照明,可根据样本特点灵活选择

Ø MS60/MSX1足以满足有限预算下的高质量明场观察需要,色彩还原好,细节丰富

Ø 简易体视荧光附件可以适配大部分体视显微镜,外置设计避免紫外线损伤镜片镀膜,可实现单色或双色荧光观察

 

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(3)四大品牌无限远体视升级方案:四大品牌无限远体视显微镜 + 明美数显体视荧光模块

Ø 适配蔡司V8、尼康SMZ800/SMZ1000/SMZ1270等四大品牌无限远体视显微镜

Ø 采用LED冷光源,驱动电源、LED激发光源及荧光滤光组一体化,结构更精巧

Ø 可选BGBY等多种双通道荧光方案,搭配外置U通道可实现三色甚至四色荧光

Ø OLED数显屏幕提示亮度和通道信息,各通道亮度自动记忆,方便使用

Ø 紫外光源外置,减少长时间照射对光学部件镀膜损伤

 

 


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