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Multiphoton Microscopy of Cleared Mouse Brain Expressing YFP

Multiphoton microscopy of intrinsic fluorescence and second harmonic generation (SHG) of whole mouse organs is made possible by optically clearing the ...

Yale University

Typical imaging depths with multiphoton microscopy (MPM) are limited to less than 300 mum in many tissues due to light scattering. Optical clearing significantly reduces light scattering by replacing water in the organ tissue with a fluid having a similar index of refraction to that of proteins. We demonstrate MPM of intact, fixed, cleared mouse organs with penetration depths and fields of view in excess of 2 mm. MPM enables the creation of large 3-D data sets with flexibility in pixel format and ready access to intrinsic fluorescence and second-harmonic generation. We present high-resolution images and 3-D image stacks of the brain, small intestine, large intestine, kidney, lung, and testicle with image sizes as large as 4,096 x 4,096 pixels.

Multiphoton microscopy of cleared mouse organs.

Des profondeurs d&#x26;#39;imagerie typiques avec la microscopie multiphotonique (MPM) sont limit&#xE9;s &#xE0; moins de 300 mum dans de nombreux tissus en raison de diffusion de la lumi&#xE8;re. Compensation optique r&#xE9;duit sensiblement la diffusion de lumi&#xE8;re par le remplacement de l&#x26;#39;eau dans le tissu organique avec un fluide ayant un indice de r&#xE9;fraction similaire &#xE0; celui de la prot&#xE9;ines. Nous d&#xE9;montrons MPM de intactes, fixes, les organes de souris compens&#xE9;s avec des profondeurs de p&#xE9;n&#xE9;tration et de champs de vue au-del&#xE0; de 2 mm. MPM permet la cr&#xE9;ation de grands 3-D des ensembles de donn&#xE9;es avec souplesse dans le format de pixel et un acc&#xE8;s facile &#xE0; la g&#xE9;n&#xE9;ration de fluorescence et de second harmonique intrins&#xE8;que. Nous pr&#xE9;sentons des images haute r&#xE9;solution et des piles d&#x26;#39;images 3-D du cerveau, l&#x26;#39;intestin gr&#xEA;le, gros intestin, les reins, les poumons, et le testicule avec des tailles d&#x26;#39;image plus grand que 4096 x 4096 pixels.

Microscopie multiphotonique des organes de souris compens&#xE9;s

Typische bildgebende tiefen mit multiphoton-Mikroskopie (MPM) beschr&auml;nken sich auf weniger als 300 Mutter in vielen Geweben durch Lichtstreuung. Optische l&ouml;schen deutlich reduziert Lichtstreuung durch Wasser im Gewebe Orgel durch eine Fl&uuml;ssigkeit mit einem &auml;hnlichen Brechungsindex der Proteine zu ersetzen. Wir zeigen, dass MPM intakt, feste, ger&auml;umte Maus Organe mit tiefen eindringen und Gesichtsfelder von mehr als 2 mm. MPM die Schaffung gro&szlig;er 3-d-Datens&auml;tze mit Flexibilit&auml;t im Pixelformat und Zugriff auf systeminterne Fluoreszenz und zweite-harmonische Generation erm&ouml;glicht. Pr&auml;sentieren wir Ihnen hochaufl&ouml;sende Bilder und 3D-Bild Stapel von Gehirn, D&uuml;nndarm, Dickdarm, Niere, Lunge, und Hoden mit Bildgr&ouml;&szlig;en so gro&szlig; wie 4.096 x 4.096 Pixel.

Multiphoton-Mikroskopie ger&auml;umte Maus Organe.

Tipica profondit&agrave; imaging con microscopia multifotonica (MPM) sono limitati a meno di 300 mamma in molti tessuti a causa della dispersione della luce. Compensazione ottica notevolmente riduce la dispersione della luce sostituendo acqua nel tessuto organo con un fluido avendo un indice di rifrazione simile a quello delle proteine. Dimostriamo che MPM di organi intatti, fisso, sgomberati mouse con profondit&agrave; di penetrazione e campi di vista superiore a 2 mm. MPM consente la creazione di grandi insiemi di dati 3D con flessibilit&agrave; in formato pixel e pronto accesso a fluorescenza intrinseca e la generazione di seconda armonica. Vi presentiamo le immagini ad alta risoluzione e pile di immagini tridimensionali del cervello, dell&#39;intestino tenue, intestino crasso, rene, polmone e testicolo con dimensioni grandi come 4.096 x 4.096 pixel dell&#39;immagine.

Microscopia multifotonica degli organi del mouse deselezionata.

&#x591A;&#x5149;&#x5B50;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1;&#xFF08;MPM&#xFF09;&#x306E;&#x5178;&#x578B;&#x7684;&#x306A;&#x30A4;&#x30E1;&#x30FC;&#x30B8;&#x30F3;&#x30B0;&#x306E;&#x6DF1;&#x3055;&#x304C;&#x5149;&#x6563;&#x4E71;&#x306B;&#x8D77;&#x56E0;&#x3059;&#x308B;&#x591A;&#x304F;&#x306E;&#x7D44;&#x7E54;&#x3067;300&#x4EBA;&#x672A;&#x6E80;&#x306E;&#x304A;&#x6BCD;&#x3055;&#x3093;&#x306B;&#x5236;&#x9650;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x5149;&#x306E;&#x30AF;&#x30EA;&#x30A2;&#x304C;&#x5927;&#x5E45;&#x306B;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x306E;&#x3088;&#x3046;&#x306B;&#x5C48;&#x6298;&#x306E;&#x540C;&#x3058;&#x3088;&#x3046;&#x306A;&#x30A4;&#x30F3;&#x30C7;&#x30C3;&#x30AF;&#x30B9;&#x3092;&#x6709;&#x3059;&#x308B;&#x6D41;&#x4F53;&#x3068;&#x81D3;&#x5668;&#x7D44;&#x7E54;&#x306B;&#x6C34;&#x3092;&#x7F6E;&#x304D;&#x63DB;&#x3048;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x306B;&#x3088;&#x308A;&#x3001;&#x5149;&#x6563;&#x4E71;&#x3092;&#x4F4E;&#x6E1B;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x6211;&#x3005;&#x306F;2&#x30DF;&#x30EA;&#x30E1;&#x30FC;&#x30C8;&#x30EB;&#x4EE5;&#x4E0A;&#x306E;&#x30D3;&#x30E5;&#x30FC;&#x306E;&#x6D78;&#x900F;&#x6DF1;&#x3055;&#x3068;&#x30D5;&#x30A3;&#x30FC;&#x30EB;&#x30C9;&#x3067;&#x305D;&#x306E;&#x307E;&#x307E;&#x3001;&#x56FA;&#x5B9A;&#x3001;&#x30AF;&#x30EA;&#x30A2;&#x30DE;&#x30A6;&#x30B9;&#x5668;&#x5B98;&#x306E;MPM&#x3092;&#x793A;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002; MPM&#x306F;&#x3001;&#x5927;&#x898F;&#x6A21;&#x306A;3&#x6B21;&#x5143;&#x30C7;&#x30FC;&#x30BF;&#x306E;&#x4F5C;&#x6210;&#x306F;&#x3001;&#x30D4;&#x30AF;&#x30BB;&#x30EB;&#x5F62;&#x5F0F;&#x3068;&#x672C;&#x8CEA;&#x7684;&#x306A;&#x86CD;&#x5149;&#x3068;&#x7B2C;&#x4E8C;&#x9AD8;&#x8ABF;&#x6CE2;&#x767A;&#x751F;&#x3078;&#x306E;&#x6E96;&#x5099;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x3066;&#x30A2;&#x30AF;&#x30BB;&#x30B9;&#x306E;&#x67D4;&#x8EDF;&#x6027;&#x3092;&#x8A2D;&#x5B9A;&#x3067;&#x304D;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x3001;&#x9AD8;&#x89E3;&#x50CF;&#x5EA6;&#x306E;&#x753B;&#x50CF;&#x3068;&#x8133;&#x3001;&#x5C0F;&#x8178;&#x3001;&#x5927;&#x8178;&#x3001;&#x814E;&#x81D3;&#x3001;&#x80BA;&#x3001;4096 X 4096&#x30D4;&#x30AF;&#x30BB;&#x30EB;&#x3068;&#x540C;&#x3058;&#x5927;&#x304D;&#x3055;&#x306E;&#x753B;&#x50CF;&#x30B5;&#x30A4;&#x30BA;&#x3068;&#x777E;&#x4E38;&#x306E;3-D&#x753B;&#x50CF;&#x30B9;&#x30BF;&#x30C3;&#x30AF;&#x3092;&#x63D0;&#x793A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x30AF;&#x30EA;&#x30A2;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x30DE;&#x30A6;&#x30B9;&#x306E;&#x81D3;&#x5668;&#x306E;&#x591A;&#x5149;&#x5B50;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1;

&#x5178;&#x578B;&#x6210;&#x50CF;&#x6DF1;&#x5EA6;&#x7ED3;&#x5408;&#x591A;&#x5149;&#x5B50;&#x663E;&#x5FAE;&#x955C; (MPM) &#x4EC5;&#x9650;&#x4E8E;&#x5C11;&#x4E8E; 300 &#x5988;&#x5988;&#x7531;&#x4E8E;&#x5149;&#x6563;&#x5C04;&#x7684;&#x8BB8;&#x591A;&#x7EC4;&#x7EC7;&#x4E2D;&#x3002;&#x5149;&#x5B66;&#x7ED3;&#x7B97;&#x5927;&#x5927;&#x964D;&#x4F4E;&#x901A;&#x8FC7;&#x66FF;&#x6362;&#x5177;&#x6709;&#x7C7B;&#x4F3C;&#x7684;&#x6298;&#x5C04;&#x7387;&#x7684;&#x86CB;&#x767D;&#x6DB2;&#x7684;&#x5668;&#x5B98;&#x7EC4;&#x7EC7;&#x4E2D;&#x7684;&#x6C34;&#x5149;&#x6563;&#x5C04;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x8868;&#x73B0;&#x51FA;&#x7684;&#x5B8C;&#x6574;&#x3001; &#x56FA;&#x5B9A;&#x3001; &#x6E05;&#x9664;&#x9F20;&#x6807;&#x673A;&#x5173;&#x4E0E;&#x7A7F;&#x900F;&#x6DF1;&#x5EA6;&#x548C;&#x5B57;&#x6BB5;&#x7684;&#x89C6;&#x56FE;&#x8D85;&#x8FC7; 2 &#x6BEB;&#x7C73;&#x3002; MPM &#x8FDE;&#x8F67;&#x7BA1;&#x673A;&#x4F7F;&#x5927;&#x578B;&#x4E09;&#x7EF4;&#x6570;&#x636E;&#x96C6;&#x521B;&#x5EFA;&#x4E0E;&#x50CF;&#x7D20;&#x683C;&#x5F0F;&#x548C;&#x968F;&#x65F6;&#x8BBF;&#x95EE;&#x56FA;&#x6709;&#x8367;&#x5149;&#x548C;&#x4E8C;&#x6B21;&#x8C10;&#x6CE2;&#x4EA7;&#x751F;&#x7684;&#x7075;&#x6D3B;&#x6027;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x76EE;&#x524D;&#x7684;&#x9AD8;&#x5206;&#x8FA8;&#x7387;&#x56FE;&#x50CF;&#x548C;&#x4E09;&#x7EF4;&#x56FE;&#x50CF;&#x5806;&#x6808;&#x7684;&#x5927;&#x8111;&#x3001; &#x5C0F;&#x80A0;&#x3001; &#x5927;&#x80A0;&#x3001; &#x80BE;&#x3001; &#x80BA;&#x3001; &#x548C;&#x777E;&#x4E38;&#x4E00;&#x6837;&#x5927; 4,096 x 4,096 &#x50CF;&#x7D20;&#x7684;&#x56FE;&#x50CF;&#x5927;&#x5C0F;&#x3002;

&#x6E05;&#x9664;&#x7684;&#x9F20;&#x6807;&#x673A;&#x5173;&#x7684;&#x591A;&#x5149;&#x5B50;&#x663E;&#x5FAE;&#x672F;&#x3002;

Multiphoton &#xD604;&#xBBF8;&#xACBD; &#xAC80;&#xC0AC; &#xBC95; (MPM)&#xC640; &#xC77C;&#xBC18;&#xC801;&#xC778; &#xC774;&#xBBF8;&#xC9D5; &#xAE4A;&#xC774; &#xBBF8;&#xB9CC; 300 &#xC5C4;&#xB9C8; &#xBE5B; &#xC0B0;&#xB780;&#xC73C;&#xB85C; &#xC778;&#xD574; &#xB9CE;&#xC740; &#xC870;&#xC9C1;&#xC5D0; &#xC81C;&#xD55C; &#xB41C;&#xB2E4;. &#xAD11;&#xD559; &#xC9C0;&#xC6B0;&#xAE30; &#xD06C;&#xAC8C; &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8;&#xC758; &#xAD74;&#xC808; &#xBE44;&#xC2B7;&#xD55C; &#xC0C9;&#xC778; &#xB370; &#xC561;&#xCCB4; &#xBB3C;&#xC774; &#xC7A5;&#xAE30; &#xC870;&#xC9C1;&#xC5D0; &#xB300;&#xCCB4; &#xD558; &#xC5EC; &#xBE5B; &#xC0B0;&#xB780;&#xC744; &#xC904;&#xC77C; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. MPM &#xADF8;&#xB300;&#xB85C; &#xACE0;&#xC815;&#xB41C; &#xCDE8;&#xC18C; &#xB9C8;&#xC6B0;&#xC2A4; &#xC7A5;&#xAE30; &#xCE68;&#xD22C; &#xAE4A;&#xC774;&#xC640; &#xD544;&#xB4DC; &#xBCF4;&#xAE30;&#xC758; &#xCD08;&#xACFC; 2 m m. MPM&#xC758; &#xD53D;&#xC140; &#xD615;&#xC2DD; &#xBC0F; &#xBCF8;&#xC9C8;&#xC801;&#xC778; &#xD615;&#xAD11; &#xBC0F; 2 &#xCC28; &#xACE0;&#xC870;&#xD30C; &#xC0DD;&#xC131;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC900;&#xBE44;&#xAC00; &#xC561;&#xC138;&#xC2A4;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC720;&#xC5F0;&#xC131;&#xC744; &#xD070; 3 &#xCC28;&#xC6D0; &#xB370;&#xC774;&#xD130; &#xC9D1;&#xD569;&#xC744; &#xB9CC;&#xB4E4; &#xC218; &#xBCF4;&#xC5EC; &#xC90D;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xACE0;&#xD574;&#xC0C1;&#xB3C4; &#xC774;&#xBBF8;&#xC9C0; &#xBC0F; &#xB1CC;, &#xC18C;&#xC7A5;, &#xB300; &#xC7A5;, &#xC2E0;&#xC7A5;, &#xD3D0;, &#xADF8;&#xB9AC;&#xACE0; &#xACE0;&#xD658;&#xC758; 3 &#xCC28;&#xC6D0; &#xC774;&#xBBF8;&#xC9C0; &#xC2A4;&#xD0DD; &#xC774;&#xBBF8;&#xC9C0; &#xD06C;&#xAE30;&#xAC00; 4096 x 4096 &#xD53D;&#xC140; &#xB9CC;&#xD07C; &#xD070; &#xC120;&#xBB3C;&#xC774;.

&#xC9C0;&#xC6B4;&#xB41C; &#xB9C8;&#xC6B0;&#xC2A4; &#xAE30;&#xAD00;&#xC758; multiphoton &#xD604;&#xBBF8;&#xACBD;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;.

Profundidades t&#xED;picas de im&#xE1;genes con microscop&#xED;a multifot&#xF3;nica (MPM) se limitan a menos de 300 madre en muchos tejidos debido a la dispersi&#xF3;n de la luz. Compensaci&#xF3;n &#xF3;ptica reduce significativamente la dispersi&#xF3;n de luz mediante la sustituci&#xF3;n de agua en el tejido de los &#xF3;rganos con un fluido que tiene un &#xED;ndice de refracci&#xF3;n similares a la de las prote&#xED;nas. Demostramos MPM de los &#xF3;rganos intactos, fijos, rat&#xF3;n despejadas con una profundidad de penetraci&#xF3;n y campos de visi&#xF3;n de m&#xE1;s de 2 mm. MPM permite la creaci&#xF3;n de grandes en 3-D los conjuntos de datos con la flexibilidad en el formato de p&#xED;xel y el f&#xE1;cil acceso a la generaci&#xF3;n de fluorescencia intr&#xED;nseca y el segundo arm&#xF3;nico. Se presentan im&#xE1;genes de alta resoluci&#xF3;n 3-D y pilas de im&#xE1;genes del cerebro, el intestino delgado, intestino grueso, ri&#xF1;&#xF3;n, pulm&#xF3;n y test&#xED;culo con tama&#xF1;os de imagen tan grande como 4.096 x 4.096 p&#xED;xeles.

Sonia G. Parra

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