模式生物研究用什么顯微鏡好?
一、什么是模式生物
模式生物是可用于研究與揭示生命體某種具有普遍規(guī)律的生物現(xiàn)象的一類(lèi)生物。根據(jù)研究目的的不同,選擇合適的模式生物是十分重要的,如在遺傳學(xué)和發(fā)育生物學(xué)中,線(xiàn)蟲(chóng)、果蠅、小鼠等是比較合適的選擇;在人口與健康領(lǐng)域,應(yīng)用比較典型的是斑馬魚(yú)、果蠅、秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng)等;在植物學(xué)研究中比較常用的有,擬南芥、水稻等。
被選擇的模式生物一般都有以下幾個(gè)共同特征;
(1)有利于回答研究者關(guān)注的問(wèn)題,生理特征能夠代表生物界的某一大類(lèi)群;
(2)世代短、子代多、易于在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)飼養(yǎng)繁殖、遺傳背景清楚;
(3)容易進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,特別是遺傳操作以及表型分析。
以下是幾種比較典型的模式生物:
(1)斑馬魚(yú)
具有繁殖能力強(qiáng)、體外受精和發(fā)育、胚胎透明、性成熟周期短、個(gè)體小易養(yǎng)殖等諸多特點(diǎn),是進(jìn)行毒理學(xué)、胚胎發(fā)育機(jī)理研究、基因功能研究、疾病發(fā)病機(jī)制研究的理想選擇。
(明美體視顯微鏡MZX81明場(chǎng)拍攝下的斑馬魚(yú))
(MZX81拍攝熒光標(biāo)記的斑馬魚(yú))
(2)秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng)
無(wú)脊椎動(dòng)物中的秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng),是一種食細(xì)菌的線(xiàn)性動(dòng)物,其體長(zhǎng)度 1mm,通身透明,主要以雌雄同體方式存在,體細(xì)胞數(shù)目恒定,特定細(xì)胞位置固定,是目前單一一個(gè)身體中每一個(gè)細(xì)胞都能被溯源的生物。在胚胎發(fā)育、性別決定、細(xì)胞凋亡、行為與神經(jīng)生物學(xué)等方面研究中得到廣泛應(yīng)用,也是是衰老和壽命研究中重要的模式生物。
(MZ62明場(chǎng)拍攝的秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng))
(MF53拍攝的熒光標(biāo)記的秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng))
(3)果蠅
昆蟲(chóng)綱的黑腹果蠅繁殖迅速、多產(chǎn)、染色體數(shù)量少(僅4對(duì))、易于進(jìn)行基因定位與操作、容易誘導(dǎo)明顯的突變表型,是研究遺傳和發(fā)育的重要模式動(dòng)物。
(MZ62拍攝明場(chǎng)狀態(tài)下的果蠅)
MZX81拍攝的熒光標(biāo)記果蠅
(4)小鼠
屬于哺乳動(dòng)物綱、嚙齒目、鼠科、小鼠屬,個(gè)體小、溫順、容易飼養(yǎng),具有和人類(lèi)相似的發(fā)育過(guò)程和組織解剖結(jié)構(gòu)等特點(diǎn),此外,小鼠基因與人類(lèi)基因高度同源,百分之99的人類(lèi)基因在小鼠基因組中能找到相應(yīng)的基因,因此它成為解析人類(lèi)基因功能、研究人類(lèi)疾病重要的模式生物,是當(dāng)今世界上研究很詳盡的哺乳類(lèi)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。
MF43-N拍攝的小鼠熒光腦片
二、模式生物成像難點(diǎn)
(1)要兼顧宏觀(guān)和微觀(guān)觀(guān)察。斑馬魚(yú)、果蠅、小鼠等模式生物尺寸較大,有一定的厚度和大小,一般的生物顯微鏡無(wú)法滿(mǎn)足整體的宏觀(guān)觀(guān)察需要,因此需要使用長(zhǎng)工作距離、大視野、大焦深的體視顯微鏡;而當(dāng)要對(duì)樣品的切片進(jìn)行微觀(guān)觀(guān)察時(shí),體視顯微鏡放大倍率又不夠用,需要搭配生物顯微鏡解決。一般模式生物研究需要用到這兩種顯微鏡結(jié)合。
(2)熒光成像對(duì)儀器提出較高要求。模式生物研究經(jīng)常會(huì)用到熒光染色或熒光素對(duì)特定目標(biāo)物質(zhì)或器官進(jìn)行標(biāo)記,在成像時(shí),需要熒光信號(hào)具有高度特異性,不能相互混合影響成像質(zhì)量,這要求合理選定染料并使用合適的濾光片組。生物顯微鏡可以輕松實(shí)現(xiàn)熒光需求,但體視顯微鏡則比較難滿(mǎn)足,因?yàn)轶w視熒光顯微鏡不常見(jiàn),而很多體視顯微鏡又無(wú)法升級(jí)安裝熒光模塊和濾光片組,或初級(jí)物鏡的品質(zhì)不理想,需要注意挑選MZX81等成熟方案。
(3)熒光成像對(duì)相機(jī)提出較高要求。熒光成像用于模式生物研究有光毒性和成像速度兩大挑戰(zhàn),部分單細(xì)胞或少量細(xì)胞的模式生物對(duì)光毒性比較敏感,要縮短成像時(shí)間關(guān)閉不必要的波段,避免過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的照射和紫外線(xiàn)波段導(dǎo)致光毒性的累加對(duì)其健康造成損害,另一方面,部分研究可能需要?jiǎng)討B(tài)觀(guān)察目標(biāo),靈敏度低的相機(jī)幀率會(huì)太低導(dǎo)致無(wú)法觀(guān)察。這要求盡量才是高靈敏度的相機(jī)。
三、明美解決方案推薦
(1)高質(zhì)量熒光觀(guān)察方案:體視熒光顯微鏡MZX81+ 研究級(jí)熒光顯微鏡MF43-N + 高靈敏度相機(jī)MC50-S/MS23
Ø 已有兩位老師使用這套方案發(fā)表了高質(zhì)量的斑馬魚(yú)研究論文
Ø MZX81配備大變倍比、多色LED熒光模塊和復(fù)消色差物鏡,熒光成效效果優(yōu)秀
Ø MF43-N研究級(jí)正置熒光顯微鏡配備6孔熒光轉(zhuǎn)盤(pán),熒光通過(guò)率高,切片觀(guān)察效果好
Ø 高靈敏度相機(jī)MC50-S/MS23,能有效實(shí)現(xiàn)快速、低光毒性的熒光成像
Ø 可選研究級(jí)倒置熒光顯微鏡MF53-N取代MF43-N,適配一些培養(yǎng)皿培養(yǎng)類(lèi)目標(biāo)
(2)明場(chǎng)觀(guān)察體視可升級(jí)方案:體視顯微鏡MZ62/MZ101 + 高色彩還原相機(jī)MS60/MSX1 + 升級(jí)簡(jiǎn)易體視熒光附件
Ø MZ62/MZ101適合滿(mǎn)足小鼠解剖、胚胎觀(guān)察、明場(chǎng)染色等非熒光的觀(guān)察和操作需求
Ø MS60/MSX1足以滿(mǎn)足有限預(yù)算下的高質(zhì)量明場(chǎng)觀(guān)察需要,色彩還原優(yōu)秀,細(xì)節(jié)豐富
Ø 簡(jiǎn)易體視熒光附件可以適配大部分體視顯微鏡,外置設(shè)計(jì)避免紫外線(xiàn)損傷鏡片鍍膜,可實(shí)現(xiàn)單色或雙色熒光觀(guān)察
(3)四大品牌無(wú)限遠(yuǎn)體視升級(jí)方案:四大品牌無(wú)限遠(yuǎn)體視顯微鏡 + 明美數(shù)顯體視熒光模塊
Ø 適配蔡司V8、尼康SMZ1000等四大品牌無(wú)限遠(yuǎn)體視顯微鏡
Ø 尺寸緊湊,自帶長(zhǎng)壽命LED光源的體視熒光模塊,無(wú)需外接燈箱
Ø 可選BG、BY等多種雙通道熒光方案,搭配外置U通道可實(shí)現(xiàn)三色熒光
Ø OLED數(shù)顯屏幕提示亮度和通道信息,各通道亮度自動(dòng)記憶,方便使用