$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
1. Barwienie preparatu barwnikami Supravital
- Aby zapoznać się z protokołem sekcji węża do pończoch, patrz Stewart i wsp.5 oraz Teng i wsp.6 Tkanka gadzia pozostaje fizjologiczna przez dłuższy czas i z mniejszym zanieczyszczeniem bakteryjnym, gdy jest przechowywana w niskich temperaturach (patrz poniżej). Tkanka ssaków jest zwykle utrzymywana w temperaturze pokojowej lub wyższej.
- W celu barwienia lizosomalnym barwnikiem witalnym rozpuść barwnik w zimnym roztworze Ringera w stosunku 1:5 000 (0,2 μM). Inkubować w temperaturze 4 °C przez 15 minut. Umyj kilka razy zimnymi dzwonkami. Obraz tak szybko, jak to możliwe.
- W przypadku barwienia FM1-43 przy użyciu stymulacji KCl należy rozcieńczyć barwnik w Ringerach o wysokiej zawartości KCl 1:500 (7 μM). Inkubować w temperaturze 4 °C maksymalnie 30-60 sekund. Umyj szybko trzy razy zimnymi Ringerami, ~1 min/płukanie. Obraz tak szybko, jak to możliwe.
- W przypadku barwienia FM1-43 przy użyciu stymulacji hipertonicznej (sacharozy) należy rozcieńczyć barwnik w 0,5 M sacharozy Ringera, jak powyżej. Inkubować w temperaturze 4 °C przez 2-5 minut. Umyć jak w kroku 1.3 powyżej zimnymi dzwonkami. Obraz tak szybko, jak to możliwe.
- W przypadku barwienia FM1-43 za pomocą stymulacji elektrycznej, patrz Teng i wsp.6 Krótko mówiąc, preparat umieszcza się w naczyniu zawierającym fizjologiczny roztwór soli fizjologicznej i barwnik. Nerw jest stymulowany zaprogramowanym ciągiem impulsów prostokątnych o długości 200 μs (~7 V, 30 Hz, 18 μs). Umyć jak w kroku 1.3 powyżej zimnymi dzwonkami. Obraz tak szybko, jak to możliwe.
2. Konfiguracja przygotowania do obrazowania
- Ustaw preparat tak, aby interesujące nas struktury znajdowały się jak najbliżej obiektywu mikroskopu.
- Jeśli używany jest mikroskop odwrócony, należy użyć komory, której dno zawiera cienkie okrągłe szkiełko nakrywkowe. Zazwyczaj komora obrazowania powinna mieć cienkie dno ze stali nierdzewnej ze szklaną szkiełkiem nakrywkowym o średnicy 25 mm o grubości #1 pośrodku. W przypadku użycia mikroskopu pionowego dolne szkiełko nakrywkowe nie jest wymagane, ale jest przydatne, aby umożliwić obrazowanie w świetle przechodzącym (np. kontrast interferencyjny różnicowy, DIC) w celu zorientowania próbki i zlokalizowania interesujących obiektów.
- Wybierz odpowiedni obiektyw, aby uzyskać najwyższą możliwą rozdzielczość 3D. Istnieją kompromisy między przysłoną numeryczną (nie dotyczy), odległością roboczą, powiększeniem i rodzajem obiektywu (suchy, zanurzony w wodzie i oleju). W przypadku cienkich preparatów, takich jak kultury tkankowe, najlepsze są obiektywy olejowe. Za pomocą mikroskopu pionowego nałóż szkiełko nakrywkowe na kąpiel wodną i użyj olejku immersyjnego między górną częścią szkiełka nakrywkowego a obiektywem.
- Jeśli używane jest oprogramowanie do dekonwolucji, dostawca może zapewnić z góry określone funkcje rozrzutu punktowego (PSF) dla określonych celów. W przypadku braku takich informacji lub w przypadku wybrania obiektywu bez podparcia, należy określić poliestrowe włókna odcinkowe poprzez obrazowanie mikrokropek fluorescencyjnych lub podobnych obiektów o ograniczonej dyfrakcji7,8.
3. Ustal żądaną głębię ostrości i liczbę żądanych obrazów na klatkę poklatkową
- Wybierz całkowitą głębię ostrości, tak aby poruszające się lub oddziałujące ze sobą struktury zainteresowania nie znikały ani nie traciły ostrości podczas poruszania się w kierunku z. Pole z powinno nieznacznie przekraczać pionowy wymiar obrazowanej komórki lub procesu komórkowego. W przypadku końcówek silnikowych kręgowców typowo przyjmuje się 15-20 μm.
- Oblicz krok osi Z wymagany dla każdego przyrostu ostrości. Rozdzielczość wzdłuż osi z różni się w zależności od właściwości obiektywu; Jest to około jednej czwartej rozdzielczości płaszczyzny X-Y. Jeśli używane jest oprogramowanie do obrazowania konfokalnego lub dekonwolucji, rozdzielczość osi z ulega poprawie. Poprawiono rozdzielczość końcową poprzez celowe nadpróbkowanie w kierunku z 5, ale zobacz także krok 3.3 poniżej. Typowy odstęp między krokami mieści się w zakresie 400-1 500 nm dla obiektywów 40-100X. Światło powinno być wyłączone między każdym obrazem z krokiem z.
- Wybierz liczbę obrazów na stos z, czyli żądaną głębię ostrości podzieloną przez interwał kroku. Czas na wykonanie typowego z-stacka to 1-10 sekund. Szybko poruszające się obiekty (100 nm/s) mogą wydawać się rozmyte w stosie obrazów 3D, ponieważ każda płaszczyzna obrazu odpowiada nieco innemu punktowi czasowemu. Ponadto, każde dodatkowe zdjęcie przyczynia się do fotowybielania i możliwej fototoksyczności (patrz Dyskusja). Jeśli którakolwiek z tych sytuacji ma zastosowanie, wybierz większy krok z, aby zebrać mniej obrazów na stos. Kompensacja nastąpiła później za pomocą oprogramowania do interpolacji obrazu (krok 6.3 poniżej).
4. Wybierz liczbę klatek na sekundę poklatkową
Wybierz poprzez eksperymentowanie szybkość, która jest wystarczająca do płynnego rozwiązywania zmian w czasie, takich jak ruch, interakcje lub zdarzenia fuzji9. Niedostateczne próbkowanie może powodować artefakty ruchu (błędy próbkowania), podczas gdy nadpróbkowanie niepotrzebnie zwiększa ekspozycję na światło. Zebrać albo pojedynczą długą sekwencję, albo kilka powtarzających się sekwencji z tego samego preparatu, z których każda ma stosunkowo mały całkowity odstęp czasu (np. 10 punktów czasowych x 30 sekund przerwy = 5 minut). Jeśli to możliwe, view preparat z ciągłym oświetleniem epifluorescencyjnym, aby z grubsza oszacować prędkości ruchu, w tym dryf całego preparatu, jeśli jest obecny.
5. Wykonaj wszystkie obrazowania na żywo dla konkretnego przygotowania
Reptiliańskie preparaty zazwyczaj pozostają mocne przez ~1-2 godziny, dłużej, jeśli są schłodzone.
6. Analizuj dane zgodnie z pożądanym zastosowaniem
- Zachowaj wszystkie nieprzetworzone pliki danych. Podczas gdy cyfrowa pamięć masowa zwykle nie stanowi problemu, czas przetwarzania jest znaczący nawet w przypadku szybkich komputerów osobistych lub stacji roboczych. Z tego powodu przytnij obrazy do obszaru zainteresowania [ROI]. Upewnij się, że cały obszar zainteresowania znajduje się w przyciętym oknie przez cały przebieg czasu.
- Dekonwoluuj stosy obrazów za pomocą odpowiedniego oprogramowania i odpowiedniej funkcji rozrzutu punktowego. Upewnij się, że rozdzielczość została poprawiona i że algorytm dekonwolucji nie wygenerował żadnego artefaktu. Rysunek 3 przedstawia przykładowe obrazy.
- Użyj algorytmu interpolacji, aby rozszerzyć rozdzielczość pozorną osi z. Sugeruje się 6-krotne rozszerzenie z rzeczywistej separacji płaszczyzny obrazu 1,5 μm do pozornej separacji 0,25 μm. Alternatywnie można użyć kombinacji nadpróbkowania (krok 3.2) i interpolacji.
- W razie potrzeby wykonaj regulacje kontrastu, jasności, filtrowania szumów, fotowybielania i innych typowych korekt przetwarzania obrazu. Standardy manipulacji obrazami nakazują, aby w przypadku większości prac naukowych odpowiednie było stosowanie tych samych poprawek do wszystkich obrazów, zarówno w stosie, jak i w różnych punktach czasowych. Konsekwencje konkretnej korekty powinny być oceniane spośród wszystkich obrazów 9.
- Wybierz określony tryb wyświetlania dla eksportu danych. Najprostszym sposobem wyświetlania jest wideo stereo przy użyciu czerwono-zielonych lub czerwono-niebieskich anaglifów (przykłady na rysunku 3), par stereo lub naprzemiennych oprawek lewego/prawego oka z okularami migawkowymi. Anaglify są ograniczone do jednokolorowych. W razie potrzeby zwiększ pozorną głębię obrazu, aby poprawić rozdzielczość wizualną osi z.
- Eksperymentuj z różnymi technikami filtrowania i ulepszania obrazu. Na przykład filtrowanie Laplace'a jest przydatne do zwiększania kontrastu małych struktur nad tłem. Jasność pikseli w środku uruchomionego okna jest zwiększana, podczas gdy jasność otaczających obszarów jest zmniejszana. Należy pamiętać, że niektóre metody filtrowania nie działają dobrze w połączeniu.
- Zastosować korektę dryftu, jeśli w czasie występuje znaczny ruch preparatu. Taki ruch jest powszechny w żywych mięśniach, nawet z dodanymi lekami w celu tłumienia potencjałów czynnościowych i potencjałów synaptycznych. Algorytm rejestracji pikseli (np. IMARIS, Adobe AfterEffects, wtyczka TurboReg do ImageJ) wyrównuje obrazy poklatkowe i może zredukować, ale zwykle nie całkowicie wyeliminować taki ruch.