Name: Eine optische Bildgebungsmethode mit Rasterelektronenmikroskopie zur mesoskopischen Allzell-Gehirnkartierung (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2026-02-20T13:10:00.000+00:00
Duration: 9 min 40 s
Description: Lernen Sie OMLIT, eine optische Bildgebungsmethode zur unverzerrten Darstellung aller Zellen in Gehirnproben. Diese Technik lässt sich nahtlos in Rasterelektronenmikroskopie-Workflows integrieren und ermöglicht mesoskopische Konnektomanalysen.

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<ol><li>Economo, M. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+platform+for+brain-wide+imaging+and+reconstruction+of+individual+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22eLife%22%5BJournal%5D)">A platform for brain-wide imaging and reconstruction of individual neurons.</a> eLife. 5, e10566(2016).</li>
<li>Gong, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Continuously+tracing+brain-wide+long-distance+axonal+projections+in+mice+at+a+one-micron+voxel+resolution%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Continuously tracing brain-wide long-distance axonal projections in mice at a one-micron voxel resolution.</a> Neuroimage. 74, 87-98 (2013).</li>
<li>Zheng, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visualization+of+brain+circuits+using+two-photon+fluorescence+micro-optical+sectioning+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Opt+Express%22%5BJournal%5D)">Visualization of brain circuits using two-photon fluorescence micro-optical sectioning tomography.</a> Opt Express. 21 (8), 9839(2013).</li>
<li>Lin, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell-type-specific+and+projection-specific+brain-wide+reconstruction+of+single+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">Cell-type-specific and projection-specific brain-wide reconstruction of single neurons.</a> Nat Methods. 15 (12), 1033-1036 (2018).</li>
<li>Wang, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scalable+volumetric+imaging+for+ultrahigh-speed+brain+mapping+at+synaptic+resolution%5BTitle%5D)+AND+%22Natl+Sci+Rev%22%5BJournal%5D)">Scalable volumetric imaging for ultrahigh-speed brain mapping at synaptic resolution.</a> Natl Sci Rev. 6 (5), 982-992 (2019).</li>
<li>Yao, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-speed+label-free+functional+photoacoustic+microscopy+of+mouse+brain+in+action%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">High-speed label-free functional photoacoustic microscopy of mouse brain in action.</a> Nat Methods. 12 (5), 407-410 (2015).</li>
<li>Li, X., Kang, L., Zhang, Y., Wong, T. T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-speed+label-free+ultraviolet+photoacoustic+microscopy+for+histology-like+imaging+of+unprocessed+biological+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Opt+Lett%22%5BJournal%5D)">High-speed label-free ultraviolet photoacoustic microscopy for histology-like imaging of unprocessed biological tissues.</a> Opt Lett. 45 (19), 5401(2020).</li>
<li>Kut, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detection+of+human+brain+cancer+infiltration+ex+vivo+and+in+vivo+using+quantitative+optical+coherence+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Transl+Med%22%5BJournal%5D)">Detection of human brain cancer infiltration ex vivo and in vivo using quantitative optical coherence tomography.</a> Sci Transl Med. 7 (292), (2015).</li>
<li>Hu, C., Popescu, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+phase+imaging+%28QPI%29+in+neuroscience%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+J+Sel+Top+Quantum+Electron%22%5BJournal%5D)">Quantitative phase imaging (QPI) in neuroscience.</a> IEEE J Sel Top Quantum Electron. 25 (1), 1-9 (2019).</li>
<li>Denk, W., Horstmann, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Serial+block-face+scanning+electron+microscopy+to+reconstruct+three-dimensional+tissue+nanostructure%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Biol%22%5BJournal%5D)">Serial block-face scanning electron microscopy to reconstruct three-dimensional tissue nanostructure.</a> PLoS Biol. 2 (11), e329(2004).</li>
<li>Titze, B., Genoud, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Volume+scanning+electron+microscopy+for+imaging+biological+ultrastructure%5BTitle%5D)+AND+%22Biol+Cell%22%5BJournal%5D)">Volume scanning electron microscopy for imaging biological ultrastructure.</a> Biol Cell. 108 (11), 307-323 (2016).</li>
<li>Heymann, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scent+marking+strategies+of+new+world+primates%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Primatol%22%5BJournal%5D)">Scent marking strategies of new world primates.</a> Am J Primatol. 68 (6), 650-661 (2006).</li>
<li>Echlin, M. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+developments+in+femtosecond+laser-enabled+TriBeam+systems%5BTitle%5D)+AND+%22JOM%22%5BJournal%5D)">Recent developments in femtosecond laser-enabled TriBeam systems.</a> JOM. 73 (12), 4258-4269 (2021).</li>
<li>Randolph, S., Geurts, R., Wang, J., Winiarski, B., Rue, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Femtosecond+laser-enabled+TriBeam+as+a+platform+for+analysis+of+thermally-+and+charge-sensitive+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Microsc+Microanal%22%5BJournal%5D)">Femtosecond laser-enabled TriBeam as a platform for analysis of thermally- and charge-sensitive materials.</a> Microsc Microanal. 25 (S2), 352-353 (2019).</li>
<li>Horstmann, H., Körber, C., Sätzler, K., Aydin, D., Kuner, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Serial+section+scanning+electron+microscopy+%28S3EM%29+on+silicon+wafers+for+ultra-structural+volume+imaging+of+cells+and+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Serial section scanning electron microscopy (S3EM) on silicon wafers for ultra-structural volume imaging of cells and tissues.</a> PLoS One. 7 (4), e35172(2012).</li>
<li>Hayworth, K. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+ATUM+ultrathin+section+libraries+with+WaferMapper%3A+A+multi-scale+approach+to+EM+reconstruction+of+neural+circuits%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Neural+Circuits%22%5BJournal%5D)">Imaging ATUM ultrathin section libraries with WaferMapper: A multi-scale approach to EM reconstruction of neural circuits.</a> Front Neural Circuits. 8, 68(2014).</li>
<li>Schalek, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+high-throughput%2C+high-resolution+3D+reconstruction+of+large-volume+biological+tissue+using+automated+tape+collection+ultramicrotomy+and+scanning+electron+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Microsc+Microanal%22%5BJournal%5D)">Development of high-throughput, high-resolution 3D reconstruction of large-volume biological tissue using automated tape collection ultramicrotomy and scanning electron microscopy.</a> Microsc Microanal. 17 (S2), 966-967 (2011).</li>
<li>Kasthuri, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Saturated+reconstruction+of+a+volume+of+neocortex%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Saturated reconstruction of a volume of neocortex.</a> Cell. 162 (3), 648-661 (2015).</li>
<li>Fu, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((mEosEM+withstands+osmium+staining+and+Epon+embedding+for+super-resolution+CLEM%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">mEosEM withstands osmium staining and Epon embedding for super-resolution CLEM.</a> Nat Methods. 17 (1), 55-58 (2020).</li>
<li>Fan, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+multilayer+interference+tomography+compatible+with+tape-based+serial+SEM+for+mesoscale+neuroanatomy%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Photonics%22%5BJournal%5D)">Optical multilayer interference tomography compatible with tape-based serial SEM for mesoscale neuroanatomy.</a> ACS Photonics. 9 (1), 25-33 (2022).</li>
<li>Hua, Y., Laserstein, P., Helmstaedter, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large-volume+en-bloc+staining+for+electron+microscopy-based+connectomics%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Large-volume en-bloc staining for electron microscopy-based connectomics.</a> Nat Commun. 6 (1), 7923(2015).</li>
<li>Berger, D. R., Seung, H. S., Lichtman, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((VAST+%28volume+annotation+and+segmentation+tool%29%3A+Efficient+manual+and+semi-automatic+labeling+of+large+3D+image+stacks%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Neural+Circuits%22%5BJournal%5D)">VAST (volume annotation and segmentation tool): Efficient manual and semi-automatic labeling of large 3D image stacks.</a> Front Neural Circuits. 12, 88(2018).</li>
<li>Shannon, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+mathematical+theory+of+communication%5BTitle%5D)+AND+%22Bell+Syst+Tech+J%22%5BJournal%5D)">A mathematical theory of communication.</a> Bell Syst Tech J. 27 (3), 379-423 (1948).</li>
<li>Tsai, D. -Y., Lee, Y., Matsuyama, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Information+entropy+measure+for+evaluation+of+image+quality%5BTitle%5D)+AND+%22J+Digit+Imaging%22%5BJournal%5D)">Information entropy measure for evaluation of image quality.</a> J Digit Imaging. 21 (3), 338-347 (2008).</li>
<li>Wang, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+convenient+all-cell+optical+imaging+method+compatible+with+serial+SEM+for+brain+mapping%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Sci%22%5BJournal%5D)">A convenient all-cell optical imaging method compatible with serial SEM for brain mapping.</a> Brain Sci. 13 (5), 711(2023).</li>
<li>Kuwajima, M., Mendenhall, J. M., Harris, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large-volume+reconstruction+of+brain+tissue+from+high-resolution+serial+section+images+acquired+by+SEM-based+scanning+transmission+electron+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">Large-volume reconstruction of brain tissue from high-resolution serial section images acquired by SEM-based scanning transmission electron microscopy.</a> Methods Mol Biol. 950, 253-273 (2013).</li>
<li>Kislinger, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ATUM-Tomo%3A+A+multi-scale+approach+to+cellular+ultrastructure+by+combined+volume+scanning+electron+microscopy+and+electron+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22eLife%22%5BJournal%5D)">ATUM-Tomo: A multi-scale approach to cellular ultrastructure by combined volume scanning electron microscopy and electron tomography.</a> eLife. 13, e90565(2024).</li>
<li>Böhm, T., Felfer, P., Thiele, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+modular+and+automated+serial+section+collection+system+for+ultramicrotomy+and+subsequent+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Microsc+Microanal%22%5BJournal%5D)">A modular and automated serial section collection system for ultramicrotomy and subsequent imaging.</a> Microsc Microanal. 29 (1), 212-218 (2023).</li>
<li>Wacker, I. U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multimodal+hierarchical+imaging+of+serial+sections+for+finding+specific+cellular+targets+within+large+volumes%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Multimodal hierarchical imaging of serial sections for finding specific cellular targets within large volumes.</a> J Vis Exp. (133), e57059(2018).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>Klebeband</td><td>3M</td><td>B5005094008</td><td>Doppelseitiger Klebstoff</td></tr><tr><td>Atomkraftmikroskop</td><td>Bruker</td><td>Dimensionssymbol</td><td></td></tr><tr><td>Automatisches Ultradünnschnitt-Sammelsystem&nbsp;</td><td>Lehua</td><td>AutoCUTS II</td><td></td></tr><tr><td>Leitfähiges Klebeband</td><td>Ted Pella</td><td>FP16084-8</td><td></td></tr><tr><td>Dektak Stylus Profilers</td><td>Bruker</td><td>DektakXT</td><td></td></tr><tr><td>Diamantmesser zum Schneiden</td><td>Diatome</td><td>DUJ3530</td><td>Diatome-Jumbo-Messer</td></tr><tr><td>Diamantmesser zum Trimmen</td><td>Diatome</td><td>DTB90</td><td>Glasmesser</td></tr><tr><td>Elektronenmikroskop</td><td>Zeiss</td><td>MultiSEM505</td><td>Alternative: GeminiSEM 300, Zeiss</td></tr><tr><td>FIJI (v1.54p, 64-Bit)&nbsp;</td><td>Open Source</td><td>https://fiji.sc</td><td></td></tr><tr><td>Glastrimmmesser</td><td>Selfmade</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bleicitrat</td><td>Leica</td><td>T534/2</td><td></td></tr><tr><td>Lichtmikroskop</td><td>Olympus&nbsp;</td><td>VS200</td><td>Alternative: Axio Imager. A2 Vario, Zeiss</td></tr><tr><td>Lichtmikroskop&nbsp;</td><td>Zeiss</td><td>&nbsp; Axio Imager.A2 Vario</td><td></td></tr><tr><td>Plasmareiniger</td><td>Yidon Technologies</td><td>Hydro-S4</td><td>Alternativen: Ted Pella Pelco oder ein anderer Plasmareiniger auf der Werkbank</td></tr><tr><td>Polymerband</td><td>Melton</td><td>Kapton</td><td>Die Website des Unternehmens ist nicht mehr zugänglich. Wir empfehlen Forschern, lokal verfügbare KAPTON-Bänder auszuprobieren.</td></tr><tr><td>Polymerband</td><td>Teijin</td><td>PET</td><td>https://www.teijin.com/</td></tr><tr><td>Polymerband</td><td>Teijin</td><td>D-50</td><td>https://www.teijin.com/</td></tr><tr><td>Siliziumwafer</td><td>Saichi</td><td>912303</td><td>Der Wafer ist auf einer Seite poliert.</td></tr><tr><td>Sputter Coater&nbsp;</td><td>Leica</td><td>ACE600</td><td>Alternative: Doppelkopf-Stotter, Yujie</td></tr><tr><td>Ultramikrotom</td><td>Leica</td><td>UC7</td><td>Alternative: RMC PT-PC</td></tr><tr><td>Uranylacetat</td><td>EMS</td><td>22400</td><td></td></tr><tr><td>VAST (v1.5.0, 64-Bit)</td><td>Howard Hughes Medizinisches Institut</td><td>https://software.dvid.io/vast/</td><td>VAST A1:D32Lite ist ein kostenloses Werkzeug zur manuellen Annotation und Segmentierung großer 3D-Mikroskopiedatensätze.</td></tr><tr><td>ZEN-Software (v3.2, 64-Bit)</td><td>Zeiss</td><td>https://www.zeiss.com/microscopy/zh/products/software/zeiss-zen.html</td><td></td></tr></tbody></table>

eine optische bildgebungsmethode mit rasterelektronenmikroskopie zur mesoskopischen allzell-gehirnkartierung

A Scanning Electron Microscopy-Compatible Optical Imaging Method for Mesoscopic All-Cell Brain Mapping

Eine optische Bildgebungsmethode mit Rasterelektronenmikroskopie zur mesoskopischen Allzell-Gehirnkartierung

Understanding the structural and functional relationships within complex neural networks in the brain requires the construction of brain atlases that ...

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Neurowissenschaften

Dieses Protokoll beschreibt, wie Harz eingebettet Hirngewebe vorbereitet und in den drei Dimensionen in den fokussierten Ionenstrahl abgebildet werden, Rasterelektronenmikroskop.

Fokussierten Ionenstrahl-Fräs-und Rasterelektronenmikroskopie des Hirngewebes

Hier beschreiben wir eine schnelle und einfache Methode, um Bild fluoreszenzmarkierten Zellen in semi-dicken Hirnschnitten. Durch die Fixierung, Schneiden und optisch Clearing Hirngewebe beschreiben wir, wie Standard-epifluoreszenten oder konfokale Bildgebung verwendet werden, um einzelne Zellen und neuronalen Netzwerken im intakten Nervengewebe zu visualisieren.

Eine schnelle Annäherung an High-Resolution Fluoreszenz-Imaging in Semi-Thick Hirnschnitten

Quelle: Mukherjee, K., et. al. Analyse von Hirnmitochondrien mittels serieller Block-Face-Rasterelektronenmikroskopie. J. Vis. exp. (2016)Dieses Video zeigt die Vorbereitung,  Bildgebung und Analyse von Hirngewebe von Mäusen mit einem seriellen Block-Face-Rasterelektronenmikroskop (SBFSEM) zur Visualisierung der mitochondrialen Ultrastruktur, die eine präzise Kartierung ihrer Morphologie und räumlichen Verteilung in axonalen und dendritischen neuronalen Kompartimenten ermöglicht.

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In diesem Artikel beschreiben wir die volle experimentelle Verfahren zu rekonstruieren, mit hoher Auflösung, feinen Hirnanatomie von fluoreszenzmarkierten Gehirn der Maus. Die beschriebenen Protokoll umfasst die Probenvorbereitung und Clearing-, Proben-Montage für Imaging, Daten Post-Processing und Multi-Skalen-Visualisierung.

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Mitochondriale Visualisierung und Analyse aus Säugetier-Hirngewebe ist eine herausfordernde Aufgabe. Hier beschreiben wir, wie die dreidimensionale (3D) Rekonstruktionsanalyse aus der seriellen Blockflächen-Rasterelektronenmikroskopie (SBFSEM) genutzt werden kann, um Einblicke in die morphologische und volumetrische Analyse dieser kritischen energieerzeugenden Organelle zu gewinnen.

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Ein Mikro-CT-basierte Verfahren zur Charakterisierung von Läsionen und Lokalisierung von Elektroden in kleinen tierischen Gehirnen

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3D-Scanning-Technologie Überbrückung von Mikroschaltungen und Makroskalen-Gehirnbildern in 3D-Neuartigem Einbetten von Überlappungsprotokollen

Wir berichten über eine Methode zur mesoskopischen Rekonstruktion des gesamten Mausherzens durch die Kombination neuer Fortschritte in der Gewebetransformation und Färbung mit der Entwicklung eines axial gescannten Lichtblattmikroskops.

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Das vorliegende Protokoll bietet ein Schritt-für-Schritt-Verfahren für die schnelle und gleichzeitige optische Reinigung, die Multi-Round-Markierung und die volumetrische 3D-Rekonstruktion von Dutzenden von postmortalen menschlichen Hirnschnitten durch die Kombination der (SWITCH  - H2O2 - Antigen Retrieval - 2,2'-thiodiethanol [TDE]) SHORT-Gewebetransformationstechnik mit Lichtblatt-Fluoreszenzmikroskopie-Bildgebung in einem routinemäßigen Hochdurchsatzprotokoll.

Optische Klärung und Markierung für die Lichtblatt-Fluoreszenzmikroskopie in der großflächigen Bildgebung des menschlichen Gehirns

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