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斑馬魚研究用什么顯微鏡看？

來源：客戶案例發(fā)布時(shí)間：2022/9/22 11:39:21

一、斑馬魚的基本特點(diǎn)

斑馬魚身體延長而略呈紡錘形，頭小而稍尖，吻較短，全身布滿多條深藍(lán)色縱紋，與銀白色或金黃色縱紋相間排列，形似斑馬而得名。

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斑馬魚成體

斑馬魚不僅可以作為觀賞魚，在科研與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用上也有十分重要的作用，作為重要的脊椎模式動(dòng)物之一，斑馬魚在諸多方面有著巨大的優(yōu)勢：

（1）與人類基因同源性達(dá)百分之87，疾病信號(hào)傳導(dǎo)通路與人類的高度保守，因此可作為研究人類某些疾病的重要參考；

（2）胚胎在體外發(fā)育，呈透明狀，可直接觀察內(nèi)部器官，因此可以結(jié)合活體染料、抗體、核酸探針等，為藥物篩選和藥物靶器官鑒別提供觀測依據(jù)；

（3）成魚體長4-6cm，幼魚體長1-2mm，可使用多孔板操作進(jìn)行高通量分析；

（4）發(fā)育迅速，24小時(shí)內(nèi)即可從受精卵發(fā)育到完整胚胎，2-3天即可孵出仔魚，實(shí)驗(yàn)周期短，大部分實(shí)驗(yàn)一周即可完成；

除了以上優(yōu)勢外，斑馬魚還具有性成熟周期短、產(chǎn)卵量大、轉(zhuǎn)基因和突變品系眾多、遺傳學(xué)工具成熟等諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用到以下諸多領(lǐng)域：

（1）藥物篩選、研發(fā)

（2）水質(zhì)監(jiān)測

（3）遺傳研究

（4）人類疾病研究

（5）毒理研究

二、顯微成像技術(shù)在斑馬魚研究中的應(yīng)用

（1）斑馬魚胚胎顯微操作與觀察

在顯微鏡下，控制顯微注射針在顯微鏡視野內(nèi)移動(dòng)，對進(jìn)行細(xì)胞或早期胚胎操作。斑馬魚顯微注射是將實(shí)驗(yàn)材料直接注射到1-4細(xì)胞期的斑馬魚胚胎中，由于在這個(gè)胚胎發(fā)育早期沒有膜分隔細(xì)胞和卵黃，注入1個(gè)細(xì)胞或卵黃的溶液將擴(kuò)散到整個(gè)胚胎中，通過注射不同類型的實(shí)驗(yàn)樣品，實(shí)現(xiàn)基因的瞬時(shí)過表達(dá)、表達(dá)敲減、以及制備轉(zhuǎn)基因或突變斑馬魚品系等研究②。

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體視熒光顯微鏡MZX81下的斑馬魚卵

（2）觀察斑馬魚結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)

在斑馬魚的各項(xiàng)研究應(yīng)用中，正確的篩選和分揀步驟至關(guān)重要。針對斑馬魚胚胎、幼魚或成魚，關(guān)注的細(xì)節(jié)有所不同。如在胚胎的觀測中，著重關(guān)注胚胎發(fā)育過程中各器官的形成生長過程；在幼魚與成魚階段，包括斑馬魚的整體形態(tài)、神經(jīng)系統(tǒng)、心臟、血管和色素等的細(xì)節(jié)是關(guān)注較多的。

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明美體視顯微鏡拍攝的斑馬魚幼魚，可見色素的分布情況

（3）觀察熒光標(biāo)記的斑馬魚

使用熒光蛋白對斑馬魚進(jìn)行標(biāo)記，使其在特定的組織器官中表達(dá)，就可以實(shí)現(xiàn)通過熒光信號(hào)觀察到特定器官的發(fā)育與生理變化，甚至可以動(dòng)態(tài)追蹤其胚胎發(fā)育全程以及外源性物質(zhì)或基因突變對器官發(fā)育的影響。如通過對血管系統(tǒng)、心臟、肝臟、淋巴系統(tǒng)等進(jìn)行熒光標(biāo)記觀測，可作為在血管生成、淋巴管生成、腫瘤形成、抗腫瘤藥物篩選與評價(jià)等領(lǐng)域應(yīng)用的重要依據(jù)。

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明美體視熒光顯微鏡，斑馬魚熒光標(biāo)記觀察

三、顯微成像技術(shù)在斑馬魚研究應(yīng)用中的挑戰(zhàn)

（1）挑選合適的顯微鏡

斑馬魚研究往往需要對斑馬魚整體和局部高倍放大進(jìn)行觀察，前者需要用到體視顯微鏡，后者則需搭配生物顯微鏡，使用特殊的高倍放大體視顯微鏡可以一臺(tái)設(shè)備解決兩個(gè)問題。另外如果需要用到熒光觀察，還會(huì)要求使用研究級體視顯微鏡，如明美MZX81和MZX100，這些顯微鏡采用無限遠(yuǎn)雙路平行光的伽利略光學(xué)系統(tǒng)，可以輕松擴(kuò)展接入熒光模塊實(shí)現(xiàn)熒光觀察。

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明美體視顯微鏡MZX81和MZX100采用雙路平行的伽利略光學(xué)系統(tǒng)

（2）熒光成像中干擾的排除

在對斑馬魚進(jìn)行活體熒光成像時(shí)，因?yàn)橐ＷC樣本的健康以及得到真實(shí)的蛋白表達(dá)，尤其在融合的XFP蛋白（不影響結(jié)合蛋白的生物學(xué)功能）檢測中，熒光信號(hào)會(huì)盡量維持在低水平，使用低自發(fā)熒光的部件對微弱的目標(biāo)熒光信號(hào)獲取至關(guān)重要。

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MZX81熒光成像的斑馬魚

（3）正立像和立體感

在對斑馬魚胚胎進(jìn)行顯微鏡放大操作時(shí)，成像如果倒立、缺乏立體感，會(huì)導(dǎo)致操作時(shí)對空間距離把握不到位。與常規(guī)生物顯微鏡不同，體視顯微鏡采用的是左右兩路光路設(shè)計(jì)，可大幅提升圖像的可視性和立體感，同時(shí)成像是正立放大像，方便鏡下操作。

（4）活體觀測中的清晰度和靈敏度

活體觀測時(shí)需要一定的操作空間，同時(shí)還要保證在動(dòng)態(tài)的活動(dòng)中，圖像能保持合適的清晰度和靈敏度，避免錯(cuò)過重要的動(dòng)態(tài)事件。采用高分辨率、長工作距離物鏡，使用高靈敏度相機(jī)能很好應(yīng)對這一挑戰(zhàn)。

四、明美解決方案

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