案例展示

还原生命的真实动态
发育斑马鱼心脏的形态和心壁运动
 
在发育斑马鱼心脏的研究中，Lightfield 4D 展现了其在捕捉动态过程中的优势。由于心脏在不断跳动，因此以三维形式分析胚胎心脏的形态和运动十分具有挑战性。数据来源于受精后3日、包埋于琼脂糖凝胶的斑马鱼胚胎。蔡司Lightfield 4D能够以每秒80个体积的速度对跳动心脏进行成像，1.2秒内即可采集3次完整心跳，使心肌细胞在时间和空间上都得到了解析。使用蔡司arivis pro三维大数据分析软件进行细胞分割和三维追踪便可以清楚地看到，心肌细胞在每次心跳中都遵循完全相同的轨迹。 
 

跳动的受精后 3 天斑马鱼胚胎心脏，金色标记心肌细胞核，
使用arivis Pro进行细胞核运动轨迹追踪
 
以三维视角去伪存真
三维类器官无畸变体成像
 
在类器官成像中，该技术同样表现出优越性。我们身处与三维的世界中，因此以三维的方式来描述和观测生命发育尤为重要。
使用蔡司Lightfield 4D，单次曝光即可拍摄到样品完整三维图像，且轴向畸变非常轻微，数据几乎是各项同性的。这意味着我们能够精确还原样品在真实状态下的情况而不会像传统光学显微镜那样受到轴向畸变的干扰。
 
 
结肠癌类器官，品红色标记细胞骨架，蓝色标记细胞核，使用 40 倍物镜拍摄 
   
为切片样品添加3D视野
厚切片快速三维扫描

如果使用冰冻切片或振动切片技术制备组织切片，切片的厚度往往都会较厚，致使我们在成像时遇到难以聚焦，无法采集到完整多层面信息等问题。而使用Lightfield 4D得以让我们一次成像就采集到一个视野下的完整三维信息，这样仅需使用Lightfield 4D进行常规图像拼接扫描，即可获得全尺寸三维切片图像，让图像细节不再因为聚焦问题而产生遗漏。
 

300um透明化小肠切片，金色标记血管，蓝色标记神经，25x物镜拍摄
 
为什么能够做到？
这些突破性的成像成果源自 Lightfield 4D 的核心原理。

在生命科学研究中，科学家需要在时间与空间两个维度上同时获取高精度数据，以深入理解复杂的生物过程。然而，传统光学切片技术依赖逐层采集构建 Z 轴数据（Z-stack），这种方式需要逐帧成像，导致时间延迟的不可避免，降低了对快速生物过程的捕捉能力。同时，持续光照带来的光毒性限制了对完整活体样本的长时间成像。对于神经科学、癌症研究、发育生物学和植物科学等领域，这些限制成为进一步探索复杂生物过程的主要障碍。
为解决这一问题，蔡司开发了基于光场原理的 Lightfield 4D 高速体成像技术。该技术可通过单次曝光在同一时间点获取完整的三维数据，从根本上消除了逐层成像带来的时间延迟。通过微透镜阵列实现 37 幅独立图像的同步采集，并重构为完整三维图像，Lightfield 4D 能够以每秒高达 80 个三维体积的速度清晰记录样本内部的快速变化。同时，该方法仅需一次曝光即可完成完整的 Z-stack 采集，显著降低了光毒性，支持对完整活体样本进行长时间观察。Lightfield 4D 已集成至全新升级的蔡司 LSM 910 和 LSM 990 共聚焦显微镜系统，结合新型高带宽电子元件与卓越的光学性能，为生命科学研究提供了高速、温和且高保真的体积成像手段。
 

  
 
索取资料

Lightfield 4D 将空间与时间相结合，为研究人员提供了一种全新的成像方式，能够以高速、温和和高保真的方式揭示复杂的生物过程。如需进一步了解该技术的工作原理、实验数据和应用案例，欢迎索取详细资料。

扫码领取蔡司Lightfield 4D解决方案