微型显微镜是研究活老鼠脑部疾病的新型GoPro

Johns Hopkins Medicine研究人员团队合作，开发了一个相对便宜的便携式迷你显微镜，可以提高科学家们在患有癌症，中风，阿尔茨海默病和其他条件的情况下造成癌症，中风，活跃小鼠的其他条件的能力。测量小于5立方厘米的装置，停靠在动物的头上并从自然移动的小鼠周围移动的小鼠的活动大脑中收集实时图像。

“这项技术使我们能够记录大量的数据大脑在疾病模式的寿命中，“约翰霍普金斯大学医学院放射学与生物医学工程副教授和约翰霍普金斯金梅尔癌症中心的成员。

1月9日发表了一篇关于这种微型显微镜发展的报告自然通信。

研究人员说，用于脑成像研究的传统显微镜是大型固定显微镜，价格可能高得令人望而却步，可能要花费数万美元，这限制了能够长时间成像的实验室的数量。

此外，台式显微镜体积庞大，需要实验动物完全静止才能成像。这通常需要反复麻醉动物以使其清醒图片。被麻醉的大脑会发生与疾病无关的变化，可能会混淆真实结果和大脑对麻醉药物的反应之间的界限。

这种新型显微镜的功能就像迷你GoPro相机一样，能够实时捕捉图像，而且完全便携。这样就不需要为了成像而麻醉动物，研究者可以在更自然的状态下观察疾病的变化，并将这些变化与动物的行为联系起来。

与其他迷你显微镜相比，新的显微镜提供了研究人员三个成像选项，以观察小鼠脑中的变化随着时间的推移：荧光成像观察神经元烧制或轨道荧光标记的细胞;所谓的内在光学信号成像，观察疾病过程中血管结构的变化;和激光散斑对比度成像以遵循变化血液流动随着疾病的进展。

Pathak和他的团队使用商用的微型组件，如LED灯、显微镜镜头、图像传感器和定制的3d打印组件，建造了这个原型设备。将显微镜固定在老鼠头上的外壳是完全3d打印的，可以重复使用。该研究的第一作者Janaka Senarathna说，整个装置插入笔记本电脑，研究人员就可以收集和分析图像。

在一个跟踪脑瘤发展过程的概念验证实验中，研究团队向老鼠的大脑注射了经过基因改造的发光的人类脑癌细胞，这样它们就可以被显微镜看到。然后，他们将显微镜安装在老鼠的头部，连续16天对老鼠进行成像。

在这段时间收集的图像中，研究人员能够观看新血管随着肿瘤的发展而生长。然后，研究人员能够测量这些血管动态重塑过程中的血流变化。

“我们每天成功监测这些微观变化，这使我们能够以显着的细节观察疾病的各个方面，”Pathak说。

帕塔克说，一个值得注意的方面是显微镜这可能是一种强大的工具，用于成像治疗这类疾病的新药的效果。

“这只是这项技术的效用的一个例子，有一天可以对如何评估对治疗的回应有影响，”Tailak说。“

研究人员正在与约翰霍普金斯科技企业一起旋转这项技术，比如商业版本可能花费大约10倍，而不是目前可用的型号，他们计划改进设备以捕获更清晰的图像并监控额外的大脑功能。

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