全新微创活体透明化方法与成像系统突破活体研究的瓶颈
2026-04-02 来源:本站 点击次数:30科技前沿丨《Nature Methods》：全新微创活体透明化方法与成像系统突破活体研究的瓶颈
组织透明化策略已广泛应用于固定组织的荧光成像研究，大大提升了成像深度与分辨率。然而，现有多数组织透明化试剂对活细胞具有毒性，限制了其在活组织中的应用。尽管已有研究利用高吸光性染料（如 Tartrazine）实现了活体动物皮肤的光学透明，但此类试剂渗透压远高于生理水平，无法用于正常生理状态下的实时功能成像。
近日，日本九州大学 Takeshi Imai 教授团队研发出一种名为 SeeDB Live 的新型活体透明化试剂。该研究通过对牛血清白蛋白（BSA）为核心的透明化试剂进行系统筛选与优化，以调控细胞外液折射率、最小化光散射、维持生理性渗透压为核心思路，成功建立了 SeeDB-Live 活体透明化技术，可在完全维持细胞生理活性与正常生理行为的前提下，对活体哺乳动物组织（包括脑切片及活体小鼠大脑）实现深层、高分辨率共聚焦以及双光子荧光成像，为活体组织微创三维深层成像与功能机制研究（如在体钙成像与电压成像）提供了全新技术平台。相关成果发表于国际著名期刊 《Nature Methods》。
（期刊链接：https://www.nature.com/articles/s41592-026-03023-y）
对Thy1-YFP-H小鼠制备的急性脑切片中S1 L5ET神经元的双光子成像（300微米）。SeeDB-Live处理后的成像深度和信噪比提升明显。
对活体Thy1-YFP-H小鼠（4月龄）L5ET神经元进行双光子成像。成像深度为80–800微米。活体的透明效果明显
在活体小鼠嗅球中，利用GCaMP6f观察位于~400微米深度的二尖瓣细胞的气味反应。SeeDB-Live能保持小鼠正常生理功能，并得益于散色降低，钙信号检测更灵敏更清晰。
在该研究中，研究人员依托双光子显微成像系统，对透明化效果及活体样品生物活性维持能力进行了多维度验证与对比测试。Evident FLUOVIEW 双光子显微镜（搭配双光子专用物镜XLPLN25XWMP）与新一代FV5000 智能全光谱共聚焦显微镜（搭配 LUPLAPO25XS 等高性能成像物镜），在获取高分辨率深层组织图像中发挥了支撑作用。文章表明，新型样品处理技术与高端光学设备的完美组合，能够帮助科研人员更清晰准确地揭示生命活动的微观本质，也充分展现了 Evident 优异的物镜性能与整体成像解决方案。
研究团队在优化透明化试剂时发现，当活体哺乳动物细胞外介质折射率调至 1.365 时，组织透明度达到最优，这印证了细胞质与胞外液折射率匹配是降低光散射的核心原理。这一思路同样适用于成像物镜设计：Evident 于 2018 年推出的硅油物镜，正是基于折射率匹配原则开发，采用与常规生物样品折射率高度接近的硅油作为工作介质，覆盖 25X–100X 多档倍率。其中 25X 硅凝胶物镜突破性实现半固态介质应用，在长时程成像、多物镜便捷切换等场景中具备优势。
硅油的介质折射率匹配样品，深层成像更优
硅凝胶物镜提供多种介质选择，凝胶介质可应对大视野和超长时间成像。
Hela细胞球成像对比，硅凝胶物镜呈现更深的成像深度和分辨率。左图来自LUPLAPO25XS, 右图UPLXAPO20X。
针对大体积深层成像中组织光散射严重的问题，Evident TruResolution 物镜方案也可有效优化成像质量。其搭载的物镜配备自动球差校正环，能够随成像深度变化实时动态校正，持续获得更高质量的深层组织图像。IX85显微镜机架，标配电动校正功能，可兼容适配大多数带有校正环的物镜，全新25X透明化油镜，通过校正环的调节，适配高达1.56的介质折射率和油性透明化试剂，是固定组织追求深层高分辨率的不二之选。
奥伟登（Evident）传承百年奥林巴斯光学底蕴，坚守核心光学设计与开发阵地，精准直面科研应用痛点，持续攻坚前沿技术。以光学匠心驱动创新，以专业方案破解难题，助力生命科学等领域探索更清晰的微观世界，迈向更高精度的成像未来。
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