Nature Methods評出2014年度技術
日期：2015-01-04 09:03:26
我們在進行熒光顯微成像的時候，總要在信號強度和光漂白之間做出艱難的取舍，而高強度光照對活細胞和組織的影響也不容忽視。
激光層照熒光顯微技術（Light-sheet fluorescence microscopy）能以很高的3D分辨率，長時間對生物學樣本進行溫和成像。這一技術結合高速相機，足以捕捉細胞或亞細胞水平發生的動態。日前，《Nature Methods》雜志將這個低光毒性的快速三維成像技術評為了2014年的年度技術。
激光層照熒光顯微技術的基本原理很簡單，它不像寬場或共聚焦顯微鏡那樣照射或掃描整個樣本，而是用薄層光從側邊照射樣本，然后從樣本的上部或下部檢測熒光，激發光路與檢測光路垂直。激光層照熒光顯微鏡激發一個層面上的熒光基團，一次成像一個面，這種技術不僅大大降低了光毒性，還提高了長時間成像活樣本的能力。
Light-sheet技術始于一百年前，原本是用來成像膠體的。后來，Ernst Stelzer等人用這一技術成像了熒光標記的活斑馬魚胚胎，Light-sheet技術由此重新煥發了活力。Stelzer在本期Nature Methods雜志上撰文，介紹了這一技術的起源、原理和應用潛力。
激光層照熒光顯微技術的崛起，離不開熒光蛋白和轉基因標記的發展。實際上，只有物理學、生物學等多個領域進行跨學科合作，人們才能充分挖掘出這一技術的潛力。隨著商業化儀器的不斷推出和升級，相信激光層照技術將為我們揭示以往難以想象的生物學細節。
目前的激光層照熒光顯微鏡可以實現多角度成像（multiview），并與超高分辨率成像、雙光子激發和結構照明結合起來。這一技術能夠快速對活細胞進行3D成像，在透明的固定樣本中獲得驚人的靜態圖像。舉例來說，人們已經用激光層照熒光顯微鏡成像了活體心臟和運作中的大腦，跟蹤了胚胎發育時的細胞遷移。
激光層照熒光顯微技術在神經生物學中的應用特別令人期待。因為這一技術能夠同時成像大腦中的大量細胞，有望為我們揭示這一神秘器官的整體屬性。Misha Ahrens等人在本期的Nature Methods雜志上發表文章探討了這個問題。
激光層照成像是一項充滿挑戰性的工作，激光層照實驗會生成海量的數據，我們需要找到更好的方法處理和分析這些數據。此外，激光層照成像的樣本制備也和成熟的樣本制備方案完全不同。
值得注意的是，最佳效果的激光層照成像仍然需要較小的透明樣本。對于不那么透明的大樣本而言，我們還需要想辦法解決散射和相差問題。另外，我們在進行激光層照成像時，依然需要監控潛在的光毒性，雖然激光層照技術的光毒性比較小，但并不等于完全沒有光毒性。
