February 20th, 2026
우리는 광학 다층 간섭 단층촬영(OMLIT)이라는 새로운 영상 기술을 도입했는데, 이는 뇌 표본의 모든 세포를 중간 규모에서 편향 없이 촬영할 수 있게 하며, 동일한 샘플에 대한 테이프 기반 직렬 주사 전자현미경의 영상 워크플로우에 원활하게 통합할 수 있게 합니다.
저희 연구는 커넥토믹스에 초점을 맞추고 있습니다. 우리는 고처리량 광학 또는 전자 이미지 획득 방법론을 개발하여 신경회로와 시냅스 연결 특징을 분석하여 신경 회로의 기본 연결 논리를 해독할 수 있게 합니다. 원래의 고회전 커넥토믹스는 데이터 수집 비용이 많이 들고 정밀하기 때문에 뇌 부피가 적은 반면, 빠른 현미경 분석과 표적 현미경 연구는 전뇌 연결체학 가능성을 제공합니다.
다양한 라르센스 현미경과 같은 다른 현미경 접근법과 비교할 때, OMLIT는 수상돌기와 축삭 우려 정보를 포함한 모든 뉴런의 이미지를 포착합니다. 전자현미경과의 호환성 외에도, EF 하에서는 나노스케일 해상도 이미징이 추가로 가능합니다. OMLIT은 방향, 강도, 유형을 포함한 모든 장거리 투사를 국소 마이크로 회로와 직렬 테마와 결합하여 지도화하는 포괄적인 뇌 모델을 구축하는 데 도움을 줍니다. 이는 뇌 전체에 걸친 구조적 구조와 정보 흐름에 대한 통찰을 제공합니다.
OMLIT가 정의한 RI에 따라 자동화된 OMLIT 영상 및 EM 데이터 수집을 개발하여, 대뇌 또는 전체 뇌 부피에 걸쳐 효율적인 커넥토믹 데이터 수집과 분석을 가능하게 하고 있습니다. 시작하려면, 두께 50마이크로미터의 캡톤 또는 D50 필름 중 하나를 선택해 모터 구동 권선 시스템에 장착하세요. 더블 헤드 마그네트론 스퍼터 시스템을 사용해 크롬이나 알루미늄, 은, 구리 등 금속의 균일한 얇은 막을 테이프 표면에 증착합니다.
테이프를 스퍼터링 타겟에서 80밀리미터 떨어진 곳에 위치시킵니다. 직류 전원으로, 99.99% 아르곤 가스로 조절된 1파스칼 압력에서 공정을 수행하세요. 이제 테이프 감기 속도를 초당 0.6밀리미터로 설정해 금속 코팅 두께를 50나노미터로 만듭니다.
증착 후, 테이프가 실온으로 식으면 시스템에서 테이프를 꺼내세요. 스타일러스 프로파일러, 원자력 현미경, 주사 전자현미경을 사용하여 코팅의 두께와 균일성을 평가합니다. 저반사율 전략을 위해, 80와트 출력의 플라즈마 클리너를 사용해 테이프를 친수성으로 청소하고 7밀리미터 속도로 이동시키세요.
처리 후에는 테이프 표면에 물방울을 놓아 빠르게 얇은 막으로 퍼지는지 확인하세요. 작은 그라인더나 유사한 절단 도구를 사용해 샘플 쪽 레진을 거칠게 다듬어 주변의 빈 레진을 제거하고 샘플 부위를 노출시킵니다. 수지가 박힌 블록을 샘플 홀더에 넣고 단단히 고정할 수 있도록 조이세요.
샘플 홀더를 마이크로토거의 이동식 팔에 장착하세요. 유리칼이나 다이아몬드 트리밍 나이프를 칼홀더에 45도 각도로 설치하세요. 현미경 아래에서 샘플 표면을 피라미드 모양으로 다듬고 매끄럽게 한 후, 샘플 블록의 네 면을 다듬고 매끄럽게 하여 과도한 수지를 제거합니다.
노브를 돌려 블록의 앞뒤 가장자리가 수평 위치로 정렬되도록 하세요. 트리밍 나이프를 빼고 다이아몬드 나이프로 교체하세요. 나이프는 45도 각도로 맞춰 두세요. 미세절기 바닥의 기울기각을 6도로 설정하고, 노브를 이용해 칼걸이를 천천히 움직여 칼 앞부분이 샘플 표면에서 1에서 2밀리미터 정도 떨어질 때까지 진행합니다.
샘플 표면과 칼날 사이의 밝은 띠를 관찰하고, 띠가 위에서 아래로, 좌우로 균등하도록 기울어짐 각도를 조절하세요. 이제 다이아몬드 나이프의 홈에 증류수를 주입해 칼날을 적셔. 주사기로 물을 조금 빼내어 액체 수준이 내려가고 반사가 은빛으로 보일 때까지 하세요.
다음으로, 제어 장치에서 단면 두께 절단 속도와 절단 창을 설정하세요. 시료 품질에 따라 단면 속도를 초당 0.6mm로, 단면 두께를 60나노미터로 조절하세요. 미세토움으로 절절 절단을 시작하세요.
안정적이고 균일한 단면이 나오면 과정을 잠시 멈추세요. 그 다음 가는 붓으로 잘린 부분과 이물질을 제거하세요. 이제 코팅된 테이프 릴과 빈 테이크업 릴을 자동 초박형 단면 수집 시스템에 설치하세요.
잠금 메커니즘을 고정하고 일정한 속도로 부드러운 테이프 움직임과 적절한 테이크업 릴에 대한 수집을 확인하기 위해 시험 작업을 수행하세요. 테이프로 고정된 채집 장치의 수집 헤드를 다이아몬드 나이프의 물에 담가고, 샘플 슬라이스 길이의 1.5배로 칼날과 평행하게 헤드를 조정합니다. 수집 장치를 안전하게 고정하고 구획을 재개하는 동시에 테이프 수집 장치를 가동하세요.
충분한 연속 단면을 모으면 단면 작업을 멈춥니다. 테이프를 단면이 없는 부분에서 자르세요. 테이프 수집 장치를 돌려서 모든 테이프가 스풀에 감길 때까지 작동시키세요.
다음으로 스풀을 제거해 전자 건조 오븐에 넣으세요. 테이프 수집 장치와 미크토름을 청소하고 모든 부속품을 제자리에 돌려놓으세요. 실리콘 웨이퍼에 장착할 때는 양면 전도성 테이프에서 투명 보호막을 떼어내세요.
양면 전도성 테이프와 평행하게 테이프를 붙이고, 각 조각마다 최대 세 개의 테이프 구간을 붙입니다. 실리콘 웨이퍼를 광학 현미경 스테이지 위에 올려놓고, 잔류 없는 접착 테이프로 고정합니다. 5배 대물렌즈를 사용해 실리콘 웨이퍼, 테이프, 샘플의 개요 이미지를 얻으세요.
개요 이미지에서 각 섹션을 윤곽 그리고 정렬한 후, 초점과 노출 지점을 추가하여 전체 웨이퍼 전체에 걸쳐 20배 또는 50배 배율로 자동 이미징을 수행합니다. 촬영 후 이미지를 저장하고 품질을 확인하며, 초점이 맞지 않거나 화질이 좋지 않으면 다시 초점을 맞추고 재촬영하세요. TIFF 이미지 스택을 VAST 22에 가져오기를 선택한 후 이미지에서 VSV 파일로 이미지 볼륨을 가져오세요.
외부 태블릿을 연결하고 브러시 도구와 세그먼트 드로잉 모드를 사용해 구조물을 수동으로 세그먼트하고 트레이싱하세요. 이미지 슬라이스 사이를 탐색할 때는 바로가기 키인 A와 Z를 사용하세요. 이제 창을 선택한 뒤 3D 뷰어, 보기, 업데이트로 세그먼트 구조를 3차원으로 시각화하세요.
마지막으로, 파일을 선택하고 세분화 결과를 저장하세요. 반사율이 높은 영상에서는 세포질 및 혈관 내강 영역이 주변 영역에 비해 더 높은 강도를 보였고, 반사율이 낮은 영상에서는 세포질 및 혈관 내강 영역이 낮은 강도를 보였습니다. 정량화된 결과는 고반사율과 저반사율 전략이 있음을 보여주었습니다.
각각은 대비와 정보 엔트로피 측면에서 장점이 있었습니다. OMLIT 광학 현미경 영상은 축삭, 혈관, 세포체, 수상돌기를 식별할 수 있게 했습니다. VAST를 이용한 오믈렛 이미지를 수동 분할하여 수많은 촘촘하게 배열된 세포체, 수상돌기, 축삭이 확인되었습니다.
분할된 결과는 원본 이미지와 결합되어 3차원 시각화를 만들었으며, 확대된 OMLIT 이미지는 더 미세한 구조를 드러내기에는 해상도가 부족했습니다. 같은 영역의 전자현미경 영상에서는 시냅스, 미토콘드리아, 세포 핵, 소포가 드러났습니다.
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이 연구는 뇌 시료의 모든 세포를 중간 규모에서 편견 없이 이미지화하도록 설계된 새로운 이미징 기술인 광학 다층 간섭 단층촬영법(OMLIT)을 소개합니다. OMLIT는 특히 테이프 기반 직렬 주사 전자 현미경과 같은 기존 이미징 워크플로우에 원활하게 통합될 수 있습니다.
Mesoscopic all-cell brain mapping using OMLIT enables comprehensive structural analysis of neural circuits, addressing the challenge of unbiased, high-throughput imaging across large brain volumes. This capability enhances predictive confidence in neurobiological target validation and supports risk-adjusted decision-making in CNS drug discovery portfolios. Integration with automated EM workflows streamlines region-of-interest selection, optimizing resource allocation for high-resolution analysis.
OMLIT imaging fits at the interface of early discovery and preclinical research, bridging mesoscale mapping with high-resolution EM for lead identification and mechanistic studies.