技术挑战
共聚焦的针孔层析依赖足够强的信号,而活体脑组织散射强、背景荧光复杂,深度超过百微米后信噪比迅速崩塌;提高激发功率又会加剧光毒性与光漂白,长时程活体观察难以为继。
脑深部成像
活体小鼠脑毫米级 深度三维成像——传统共聚焦活体穿透不足 100 μm。
共聚焦显微的优势是光学层析——通过针孔滤除离焦光,能获得高对比度的光学切片,是做三维重建的理想手段。但在活体深部成像上,它长期受限于穿透深度:传统共聚焦在活体组织中往往不足 100 μm,深部结构基本看不到。
限制来自两个方面:短波长在组织中散射强,信号随深度急剧衰减;同时离焦光与背景荧光使深部信噪比快速恶化,勉强提高增益又会带来光毒性,活体样本难以长时间承受。
本案例使用 NIR-II 共聚焦荧光成像系统,将激发与探测波段推进到近红外二区,配合 z 轴层析扫描,对活体小鼠脑血管进行逐层采集并重建三维结构。
关键指标
以下数据来自该案例的实拍成像结果。
成像结果
图像均来自实际成像测试,未做后期合成处理。


研究路径
从实验痛点到成像结果,看这套系统解决了什么问题。
共聚焦的针孔层析依赖足够强的信号,而活体脑组织散射强、背景荧光复杂,深度超过百微米后信噪比迅速崩塌;提高激发功率又会加剧光毒性与光漂白,长时程活体观察难以为继。
将激发与探测窗口迁移至 NIR-II 波段,从物理层面降低散射与自体荧光背景;配合高灵敏度探测与 z 轴层析扫描,在较低激发功率下获取深部光学切片,再由序列重建三维结构。
实现活体小鼠脑毫米级 深度的三维成像,深层仍保持亚细胞级分辨率;微血管精细结构与血流动力学可在原位观察,深度较传统共聚焦提升一个数量级。
案例结论
共聚焦的层析能力一直都在,缺的只是一个能到深部的波段。
使用机型
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