應(yīng)用于小鼠腦成像的微型化熒光顯微鏡

微型化熒光顯微鏡（Miniscope）是一種光學(xué)元件高度集成的熒光顯微鏡，高度20毫米左右，質(zhì)量僅約3克。超小的體積使其可戴在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物頭上長時(shí)間記錄自由活動(dòng)時(shí)的神經(jīng)元活動(dòng)，是神經(jīng)科學(xué)研究的重要工具。本研究完成了Miniscope的原型機(jī)開發(fā)，并提出一套用于輔助成像的工具包（MiniMounter），以解決在實(shí)際應(yīng)用中手動(dòng)調(diào)焦難、成像質(zhì)量無法保證的問題。在仿體實(shí)驗(yàn)與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，MiniMounter均可有效評估對焦的顯微鏡圖像質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對焦。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，通過該方法可對小鼠腦部的毛細(xì)血管精確自動(dòng)對焦，空間分辨率達(dá)到0.8微米，觀測到直徑5 微米內(nèi)的毛細(xì)血管。在三維成像算法中，采用空間變化反卷積算法（SV-Deconvolution）使得僅有二維成像功能的Miniscope實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量的三維成像。該工具包解決了目前微型化熒光顯微鏡的痛點(diǎn)問題，以低成本有效提高圖像質(zhì)量，節(jié)省實(shí)驗(yàn)操作和性能評估的時(shí)間，有助于加速微型化顯微鏡的開發(fā)與研究的周期。

相關(guān)研究成果以“MiniMounter: a low-cost miniaturized microscopy development toolkit for image quality control and enhancement”為題，在生物光學(xué)成像領(lǐng)域?qū)W術(shù)期刊Journal of Biophotonics上發(fā)表。上�？萍即髮W(xué)為論文的唯一完成單位，信息學(xué)院2023級博士研究生邾馨怡和2022級碩士研究生顧梁韜為共同第一作者，任無畏教授與iHuman研究所的周寧教授為共同通訊作者。

圖2.微型化熒光顯微鏡及其輔助開發(fā)工具包

文章鏈接：https://doi.org/10.1002/jbio.202300214 

此外，任無畏教授團(tuán)隊(duì)在熒光成像領(lǐng)域的工作近期獲得同行的好評。2023年6月舉辦的第二屆生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)交叉融合學(xué)術(shù)論壇（BPC2023）上獲得優(yōu)秀海報(bào)獎(jiǎng)（約8%）。本年度，課題組已經(jīng)申報(bào)多項(xiàng)發(fā)明專利，期待技術(shù)的成果轉(zhuǎn)化。