本指南概述了可以高效进行 线虫 研究的显微镜技术。线虫是一种广泛使用的模式生物，与人类有大约 70% 的基因同源性，是研究发育、神经科学、遗传学和衰老的理想生物。它的透明性和易培育性使其成为一个出色的遗传学模型系统。它可以进行高分辨率成像。主要的实验方法包括拣虫、转基因、荧光筛选、成像和记录。
 
 
显微镜和线虫研究
显微镜是研究线虫的必备工具。在这些步骤中都会用到它们：

1. "拣虫"：用金属挑针从琼脂平板上挑出虫子，转移到新的平板上进行培养或实验
2. 通过向线虫体内显微注射核酸进行转基因（基因改造）
3. 荧光筛选，鉴定表达转染荧光蛋白的转基因线虫
4. 在实验过程中对线虫（从胚胎到成虫的所有阶段）进行成像和记录。

这些任务通过体视显微镜、复合显微镜或共聚焦显微镜来完成。
 

Cells from C. elegans expressing the fluorescent proteins SPD5-GFP indicating a centriole marker (green) and Histon 2B-Cherry indicating nuclei (red). The 2 pairs of centrioles in the interphase cells are marked with white arrows. The image is the maximum projection of a Z-stack after ICC (instant Computational Clearing) and SVCC (small volume Computational Clearing).
 
   
拣虫
要 "挑选 "具有适当表型或转基因的个体秀 丽隐杆 线虫，或将线虫从一个平板移到另一个平板，研究人员需要使用立体显微镜和一个末端带有金属尖端的小工具。
 
与拣虫有关的挑战有

• 对比度不够好时，难以识别线虫的关键解剖细节
• 长时间拣虫会造成用户疲劳
• 用工具处理线虫时，显微镜物镜下没有足够的空间
• 视野不够大时，找虫子很麻烦。

不过，徕卡显微镜具有以下优势，可以克服这些挑战：

• 配备各种对比方法的透射光底座可实现高光学对比度，从而观察到虫体细节
• 采用人体工程学模块，用户安装舒适，减少劳累和疲劳
• 物镜下方空间充足，工作距离可达 122 毫米
• 视野更大，更容易发现线虫。

 

Many C. elegans roundworms on an agar plate, as could be the case during worm picking.
 
 
显微注射转基因
秀丽隐杆 线虫的转基因通常是通过核酸显微注射完成的。显微注射通常使用配有注射装置的倒置复合显微镜进行。
 
对 线虫 进行显微注射面临着一些挑战：

• 对比度不足，无法观察到线虫的精细解剖细节，而这正是进行适当靶向定位所必需的。
• 没有足够的空间使用微型注射器
• 设置不稳定时振动太大。

为了克服这些挑战，用户可以利用徕卡显微镜提供的优势：

• 光学对比方法，如 DIC（微分干涉对比）或 IMC（集成调制对比），可清楚地看到注入线虫的位置
• 抗震装置（防震装置）稳定可靠
• 能够使用精确的操作器（Narishige 或 Eppendorf）进行微量注射。

 

Transgenic C. elegans worm expressing GFP (green fluorescent protein). Thunder image courtesy of L. Ma, School of Life Sciences, Central South University, China.
 
 
荧光筛选
要找到转基因成功的秀丽 隐杆线虫 ，需要使用立体显微镜进行荧光筛选。
 
线虫荧光筛选存在一定的挑战：

• 荧光信号暗淡，难以观察荧光转基因
• 老线虫虫和琼脂发出强烈的自发荧光
• 由于视野较小，难以发现线虫，导致筛查时间延长。

使用徕卡显微镜可以通过以下方式克服这些筛选难题：

• 采用三光束技术的独立激发通道提高了信噪比，适用于体视显微镜
• 使用专门设计的反射镜防止自发荧光，反射镜可与 Leica 透射光底座一起使用
• 徕卡透射光底座提供大视场和多种对比方法。

 

Thunder image of an adult hermaphroditic C. elegans worm showing the gonads. The worm was stained with the following fluorophores: DAPI (blue) indicating nuclei, SP56 (green) sperm, RME-2 (red) oocytes, and PGL-1 (magenta) RNA and protein granules. Courtesy of C. Eckmann, Martin Luther University, Halle, Germany.
 
   
成像和文件
在筛选和鉴定转基因 秀丽隐杆线虫 标本后，高分辨率成像和精确记录对实验数据分析至关重要。要实现这一目标，需要显微镜配备高质量的摄像头或探测器以及兼容的成像软件。

线虫成像和记录方面的主要挑战是

• 由于光散射的原因，在对线虫更深处的结构成像时会出现焦外模糊的现象
• 避免光和热对线虫造成伤害
• 利用基因编码报告器观察活体线虫的暗淡荧光（包括延时成像）。

使用徕卡显微镜可以克服这些挑战。优势如下

• 利用图像增强功能，将线虫深处的细节可视化
• 使用高质量的光学元件、适当的照明光源和灵敏的相机/探测器，减少光照射，降低对线虫的伤害
• 利用宽场显微镜和高灵敏度显微摄像机的良好单噪比，促进实时成像
• 必要时，使用转盘、共聚焦或光片显微镜获取更高分辨率的三维图像。

 

Studying the nervous system of C. elegans: Leica confocal microscope images of a roundworm expressing the fluorescent proteins CFP (cyan), GFP (green), YFP (yellow), and DsRed (red).