关键词：正置显微镜，转盘共聚焦，电生理成像

一、正置平台为什么难加共聚焦

做脑片、离体血管、活体组织或膜片钳的实验室，常用的是固定载物台的正置显微镜，例如奥林巴斯/Evident BX 系列、尼康（Nikon）Ni-E/FN 系列、蔡司（Zeiss）Axio 系列、徕卡（Leica）DM 系列。这类平台的载物台周围布满灌流管、电极和操纵器，物镜多为长工作距离的水浸物镜。想在这样的平台上增加光学切片能力，往往会遇到几个现实问题：空间有限、不想改动已经调好的电生理装置、预算有限、整机更换周期长。

Aurox Clarity 采用另一条思路：它不改动载物台、物镜和操纵器，而是从显微镜的相机接口加装上去。显微镜原有的明场、DIC 和宽场荧光照常使用，在此基础上增加转盘共聚焦光学切片。

图1 典型的正置电生理显微镜平台（物镜位于样品正上方）；
Clarity 可安装在其顶部相机（C）接口上。

二、怎么装：只要有标准 C 接口

Clarity 是一个独立的转盘共聚焦模块，通过标准 C 接口和相应的适配件连接到显微镜的相机口，再在其后方接科研级相机。Aurox 官方说明，Clarity 可安装在正置和倒置显微镜上，左侧或右侧相机口均可；官网列出的适配机型包括奥林巴斯 BX61、徕卡 DM6、蔡司 AxioSkop 等，适配件清单中也包括尼康 Ni-E。除常规显微镜外，Clarity 还可以竖直安装在体视显微镜或宏观显微镜上。

原则上，带标准 C 接口的正置显微镜都可以安装 Clarity，包括常用于电生理的固定载物台机型。由于不同机型的相机口位置、中间倍率和机身空间各不相同，具体型号请提前联系我们向厂家确认适配方案。

图2 Clarity 竖直安装在体视/宏观显微镜上。图片来源：Aurox Ltd 官网，© Aurox Ltd。

三、活体与离体组织成像

Clarity 的转盘上刻的是透光与反光交替的平行条纹，采用孔径相关的结构照明方法获得光学切片 ^[1,2]。转盘两侧的透射像与反射像在同一次采集中获得：两者相减得到切片像，相加得到宽场像，因此宽场像与共聚焦切片像同时得到。切片强度有三档条纹可选，可根据样品厚度和信号强弱调整。标准版最高约 50 fps，HS 版最高约 100 fps，适合观察钙信号等较快的动态过程。

Clarity 默认使用 LED 宽谱光源照明，不需要激光，对样品的光照较为温和，也没有激光安全方面的额外要求。如果实验需要激光，也可以通过扩束器把激光变成面光源接入 Clarity。

一个已发表的正置平台实例来自 VasoTracker 2 项目 ^[3]。研究者在正置显微镜上用水浸物镜，对加压状态的离体动脉进行成像，记录血管平滑肌和内皮细胞的 Ca²⁺ 信号，论文方法部分写明使用了 Aurox Clarity。这类样品需要持续灌流和压力控制，载物台附近空间紧张，正好体现了从相机口加装的便利。

图3 VasoTracker 2 论文图 6：A 为兼容水浸物镜（上方）与油镜（下方）的灌流槽示意，B 为水浸物镜从上方对加压动脉成像的实拍，D/E 为平滑肌与内皮细胞的 Ca2+ 成像。引自 Lee et al., J Physiol 2025, DOI: 10.1113/JP289322，CC BY 4.0 开放获取，图片未作修改。

此外，已有研究在倒置平台上用 Clarity 配合水浸物镜做心肌细胞成像 ^[4]，用于心脏组织成像 ^[5]，以及对脑组织切片进行拼接成像 ^[6]。

四、与电生理平台配合

在电生理实验中，研究者通常先用明场或 DIC 找到目标细胞、放好电极，再观察荧光。Clarity 在同一次采集中同时给出宽场像和切片像，不需要移动样品或更换光路。因此适合这样的流程：先用显微镜原有的明场/DIC 定位细胞和电极，再打开荧光采集，宽场像可用于快速判断整体荧光强度，切片像用于观察细胞形态、染料充灌或树突等细节结构。对于需要更高透光量的弱荧光样品，也可使用宽场旁路模式，把转盘移出光路。

电生理实验对样品稳定性要求高。Clarity 安装在相机口一侧，不接触载物台和记录槽，转盘的转动也发生在模块内部，一般不需要为加装共聚焦而重新布置电极、灌流和接地。安装后建议在正式记录前，先在实际实验条件下检查噪声和图像稳定性。

需要说明的是，Clarity 可与电生理系统配合使用，具体的同步和触发方式（例如与膜片钳采集软件联动）欢迎咨询我们，我们会根据您的平台配置确认方案。

五、光学切片在厚组织中有什么用

宽场荧光显微镜会同时收集焦面上下的荧光。样品越厚、标记越密，焦外模糊光越多，目标结构的对比度就越低。急性脑片厚度通常在数百微米，离体血管壁和组织块也有一定厚度，用宽场观察时，单个细胞或细小突起常被背景淹没。

光学切片的作用是抑制焦外信号，只保留焦面附近的结构。这样可以更清楚地分辨细胞边界和细小结构；沿 Z 轴逐层采集后，还能重建样品的三维形态；做钙成像时，可以减少邻近细胞荧光的串扰，让感兴趣区域的信号更容易分离。

六、水浸物镜与工作距离的实用提示

正置平台常用水浸物镜，前端直接浸入灌流液中，工作距离较长，为电极和操纵器留出进入角度。选择物镜时可参考以下几点：

• 数值孔径越高，收光能力和切片效果通常越好，但工作距离往往越短，需要和电极进入角度一起权衡。
• 长时间成像时注意保持液面高度和灌流稳定，避免液面变化引起焦面漂移。
• 弱荧光样品可先用较粗条纹或宽场旁路确定视野和曝光，再按需要换用更细的条纹。
• 曝光以切片像的信噪比为准，同时避免原始图像饱和。

七、样品准备的一般建议

• 切片厚度应结合观察深度选择。单光子成像在散射组织中的有效深度有限，关注的结构最好位于切片表层附近。
• 切片后留出恢复时间，并在记录槽中保持充分灌流和温度控制。
• 用固定装置（如切片压网）稳定样品，减少漂移。
• 荧光标记尽量明亮、特异，降低背景，有利于提高切片像的信噪比。

八、软件

Clarity 自带 Aurox Visionary 软件，支持 Z 轴层扫、拼接、延时和多通道采集，数据可导出为 OME-TIFF 等通用格式。VisiView 软件也支持 Clarity，方便接入已有的成像平台和工作流程。

九、适用的样品和场景

• 急性脑片、器官型培养切片
• 离体血管、肌肉等组织
• 类器官、细胞球
• 斑马鱼、果蝇幼体等小型模式生物
• 体视/宏观显微镜下的整体样品

Clarity 属于单光子转盘共聚焦。对于需要观察很深层组织的实验，多光子显微镜仍是更合适的选择；在常规切片和浅层组织范围内，Clarity 可以提供清晰的光学切片。

十、选型与演示

如果您考虑为正置显微镜加装 Clarity，请提供以下信息，我们会协助评估适配情况，并安排演示：

1. 显微镜品牌和型号，相机口规格
2. 常用物镜（倍率、数值孔径、工作距离，是否为水浸物镜）
3. 现有光源和相机型号
4. 主要样品类型和实验目的，是否需要配合电生理记录
5. 平台照片：相机口一侧、物镜上方和载物台周围的空间情况
6. 现有采集软件和电生理设备型号（如需联动）

收到信息后，我们会联系厂家确认适配件和安装方式，并给出评估意见。

参考文献

[1] Wilson T, Juškaitis R, Neil MAA, Kozubek M. Confocal microscopy by aperture correlation. Opt Lett. 1996;21(23):1879-1881. DOI: 10.1364/OL.21.001879
[2] Aurox Ltd. Clarity laser-free confocal. https://aurox.co.uk/aurox-clarity.php
[3] Lee MD, Osborne C, Stevenson R, et al. VasoTracker 2: Open-source software and hardware for tracking blood vessel diameter and assessing vascular function. J Physiol. 2025;603(22):6763-6781. DOI: 10.1113/JP289322（CC BY 4.0）
[4] Deisl C, Chung JH, Hilgemann DW. Longitudinal diffusion barriers imposed by myofilaments and mitochondria in murine cardiac myocytes. J Gen Physiol. 2023;155(10). DOI: 10.1085/jgp.202213329
[5] O’Reilly M, Sommerfeld LC, O’Shea C, et al. Familial atrial fibrillation mutation M1875T-SCN5A increases early sodium current and dampens the effect of flecainide. Europace. 2023;25(3):1152-1161. DOI: 10.1093/europace/euac218
[6] Nakos Bimpos M, Karali K, Antoniou C, et al. Alpha-synuclein-induced stress sensitivity renders the Parkinson’s disease brain susceptible to neurodegeneration. Acta Neuropathol Commun. 2024;12(1). DOI: 10.1186/s40478-024-01797-w

图片说明：图1 为正置电生理显微镜平台示意；图2 版权归 Aurox Ltd；图3 引自 CC BY 4.0 开放获取论文，已注明出处。
 

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