大鼠脑神经高尔基染色观察

高尔基染色法

Golgi染色是一种银色染色技术,通过染色细细脑神经细胞的轴突和树枝状物,这些技术通过黑色的细脑神经细胞染色,这长期被用于观察大鼠和小鼠脑样本中神经细胞的结构和变化。
高尔基染色法是1873年由意大利诺贝尔生理学或医学奖得主卡米洛·高尔基(Camillo Golgi)发现的,他当时正在进行神经组织金属浸渍实验(银染色)。用四氧化锇和重铬酸钾的固定液将大脑标本固定在硝酸银溶液中,神经细胞的细小组织就会变成黑色,因此被称为“黑色反应”。高尔基-考克斯染色法是荷兰医生考克斯在1891年发现的,它使用改进的化合物。用重铬酸钾、铬酸钾、氯化汞溶液的混合物固定的大脑切片,在氨水溶液中浸泡后会变成黑色,结果更加稳定。

Golgi染色和Golgi-Cox染色根据它们各自的方案进行。为了实现更高的工作效率,包括较短的染色时间,并对标本创造的更高稳定性,在试剂中取出了各种改进。结果,两种组织染色方法仍然用于观察脑切片中染色的微神经组织。这些方法只染色了大脑部分中的某些神经组织,这使得它们对各种主题的研究有用,例如确定海马中树枝状内部的形状和变化如何影响认知和记忆形成。

高分辨率观察Golgi染色的脑切片

一种大脑实现更高的功能,例如存储器,使用从每个神经细胞延伸的轴突形成的网络和通过突触彼此连接的大量其他神经细胞。为了在实验和研究期间观察大脑,几种标本是从动物脑中产生的。在低温下使用低温恒温器切成脑的厚度的片状,并根据高尔基染色方案染色。

作为标本的大鼠和小鼠的大脑非常小,因此它们的神经细胞中有非常细的轴突和树突,需要用显微镜高倍观察。然而,由于大脑切片有一定的厚度,因此很难精确地聚焦整个精细神经细胞。即使是一个微小的倾斜或高度差的标本,也会极大地影响聚焦。一个具有挑战性的问题是获得足够清晰的图像,以用于论文报告和会议,以及高放大观察和评估。在高倍观察中,重要的是获得神经细胞的清晰图像。与此同时,了解大脑的哪个部分正在被观察也很重要。随着放大倍数的增加以达到必要的分辨率,视场变得更窄。要了解整个大脑部分,必须观察大量的视野。为了在大范围内进行高分辨率成像,必须以高倍放大的方式捕获多幅图像,并将其拼接在一起。然而,大量的高倍图像的记录和管理以及手工拼接都是非常繁琐和困难的,需要花费大量的时间和精力。

解决方案:对大脑切片进行高分辨率的观察

操作人员需要很高的技能来操作显微镜进行观察,并通过对大脑切片染色来制作标本。即使是专家也需要专注和花费大量的精力。
KEYENCE将驱动系统完全电动化,包括聚焦和舞台运动,简化了显微镜观察所需的各种繁琐和先进的过程,因此只需一只鼠标就可以完成这些操作。KEYENCE公司研发的多功能荧光显微镜BZ-X800不仅可以在高倍放大下捕捉清晰的图像,还可以记录大量的数据,使用户能够快速分析整个标本。

无缝高分辨率观察整个图像和高倍图像

以下观察图像是使用BZ-X800捕获的高尔基染色的大鼠脑截面。
如果标本倾斜、厚或有高度差异,传统的系统只能聚焦标本的一部分,这就很难从3D角度理解神经细胞。BZ-X800采用Z-stack自动捕获z轴方向的多幅图像,全聚焦功能只对每幅图像中聚焦的部分进行组合,可以轻松捕获全聚焦图像。这样就可以清楚地观察到精细的神经细胞和高尔基染色的黑色切片。
此外,BZ-X800配备了图像拼接,可以在高倍放大的情况下捕捉多个高分辨率图像,同时自动在X轴和y轴方向移动机动舞台。这使得在高倍显微镜下观察时,捕捉到整个大脑部分的高分辨率全聚焦图像成为可能,因为它太大了,无法落在一个视野内。
全聚焦功能和图像拼接可以一起使用,使用户可以在高倍放大的情况下观察精细的神经细胞,同时始终了解观察的是大脑的哪一部分。

使用完整的焦点和图象缝合的图像结构
执行Z-stack以在不同的z平面上捕获单个视场上的多个图像,然后执行图像处理以创建全聚焦的图像,即使是在厚样本上。同样的过程在整个标本中重复进行,得到的图像被缝合在一起,形成一个覆盖大面积的完全聚焦图像。
  1. 完全聚焦的图像组成

    z堆栈

  2. 完全聚焦的图像组成

    给予高度的关注

  3. 图像拼接

    图像拼接

完全聚焦的图像组成

物镜:CFI计划apoλ10x
图像拼接:16图像x 13图像

精确计数和测量使用同一图像

BZ-X800拍摄的清晰图像不仅可以进行观察,还可以使用相同的图像进行快速定量测量和分析。
混合单元计数函数将整个部分指定为掩模区域,并基于颜色和亮度的差异提取和量化该区域中的某些单元。通过这种功能,可以自动计算整个大脑部分中神经细胞的比例,并且可以以电子表格格式输出数据。该功能还具有相位对比模式,其提取和计数培养的细胞而不受到背景中不均匀亮度的影响,允许甚至培养的神经细胞的准确定量分析。
另外,通过使用宏小区计数来处理基于用混合细胞计数提取的条件来处理批次图像的测量时间可以显着降低。传统的手动定量分析需要大量的时间和精力,并提出了测量条件可能因操作员而异的风险。使用混合细胞计数快速提供高度可靠的数据,而没有诸如不同条件引起的错误。

与单个单位的多功能

BZ-X800配备一个高灵敏度、高分辨率冷却CCD单色相机和一个暗房,允许先进的荧光、亮场和相衬观察和分析。BZ-X800支持多孔板188bet在线和单单元高尔基染色脑切片,既能对各种标本进行清晰的观察,又能准确的测量和评价,无误差。而且因为只需要一个单元来观察和分析各种样品,BZ-X800通过减少总设备占地面积来帮助节省空间。

使用一体化荧光显微镜BZ-X800

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