Innovative wissenschaftliche Bildgebung mit UNSEREN Diamond ObjektivEN

Die ExA-SPIM-Methode - Ausdehnungsunterstützte selektive Mikroskopie mit planarer Beleuchtung
Das Allen Institute hat ein spezielles Mikroskop entwickelt, das auf einer Technik basiert, bei der das ganze Gehirn vergrößert wird. Dadurch können große Gewebestücke wie das Gehirn einer Maus deutlich besser untersucht werden. Es hat einen größeren Sichtbereich und kann tiefer in das Gewebe schauen als bisherige Mikroskope. Es ermöglicht bei kurzen Aufnahmezeiten die Betrachtung von zentimetergroßen Proben in hoher Detailgenauigkeit, ohne dass diese geschnitten werden müssen. Durch die nahezu isotrope Auflösung und geringe Segmentierung ergibt sich eine sehr geringe Verzerrung des Bildes.  In Kombination mit neuen Methoden zur Aufhellung und Ausdehnung des Gewebes wurde es bereits an ganzen Mäusegehirnen und anderen großen Gewebeproben demonstriert.

Einführung
Biologisches Gewebe ist in verschiedenen Strukturgrößen organisiert. Um die Organisation einzelner Zellen zu verstehen, ist es notwendig, die Architektur des Gewebes in all diesen Größen gleichzeitig zu betrachten. Standardmikroskope haben jedoch eine begrenztes Sichtfeld und können nicht sehr tief in große Gewebestücke schauen. Daher mussten Forscher bisher das Gewebe in kleine Stücke schneiden, um es in hoher Auflösung zu betrachten. Dies kann das Gewebe verzerren und es schwieriger machen, Bilder später wieder zusammenzusetzen. 

Bildgebung von großen Gewebefläche
Das Gehirn von Mäusen wurde vergrößert und mit einem Mikroskop abgebildet. Dadurch können einzelne Neuronen im gesamten Gehirn verfolgt werden. Dies ist wichtig, um die Signalübertragung im Gehirn zu verstehen und verschiedene Arten von Neuronen zu identifizieren. Große Projekte, die sich mit der Erforschung der Vielfalt der Neuronentypen im Maus- und menschlichen Gehirn beschäftigen, könnten von dieser Methode profitieren. Die Methode erlaubt eine viel schnellere Datenerfassung.

Das ExA SPIM Mikroskop ist ideal für großflächige Gewebeaufnahmen. Es zeichnet sich durch eine sehr hohe Auflösung aus und bietet die Möglichkeit, große Bereiche auf einmal zu betrachten. Die Abbildungsleistung ist über den gesamten Sensor sehr gleichmäßig und das Mikroskop ist schnell genug, um viele Bilder in kurzer Zeit aufzunehmen. Das ExA-SPIM-Mikroskop verwendet spezielle Industrieobjektive, um einen größeren Bereich auf einmal zu erfassen und tief ins Gewebe zu blicken.

Die Entwicklung neuer Methoden in der Gewebeaufbereitung und Mikroskopie hat Auswirkungen auf die Betrachtung biologischer Proben. Durch die Kombination von Mikroskopie und der Methode des Gewebevergrößerns ist es nun möglich, Gewebe mit hoher Auflösung und über große Bereiche zu betrachten, ohne es in kleine Stücke schneiden zu müssen. Diese Technik könnte für viele Anwendungen in der Biologie und Medizin von Bedeutung sein. Zum Beispiel soll das Zusammenspiel des Immunsystems mit Tumoren besser verstanden werden. Durch die Weiterentwicklung der Technologie und die Entwicklung neuer Software für die Bildbearbeitung und -analyse erhoffen wir uns detailliertere Einblicke in die komplexe Struktur lebender Organismen.