我们在进行动物脑部神经环路相关实验研究时必不可免的会使用到自聚焦透镜(Grin Lens),那么如何挑选适合你实验的透镜便是实验成功的关键之一。本期文章带大家来了解什么是自聚焦透镜以及如何挑选自聚焦透镜。

1.什么是自聚焦透镜

自聚焦透镜(Grin Lens)又称为梯度变折射率透镜,是指其折射率分布是沿径向渐变的柱状光学透镜。具有聚焦和成像功能。

2.Grin lens的种类介绍

 ● Naked Lens

● Cuff Lens 

优势:可以用夹持器夹持精确定位,并在植入Lens的时候可以连接miniscope进行成像观察。

● Integrated Lens

优势:一体化设计方式,最大化Lens的成像工作距离。在优化病毒后,仅需要一次手术,就可以进行成像的观察,简化了成像焦平面调节的程序,提高手术成功率。

● Prism lens

优势:通过前端的Prism棱镜改变了光的传播方向,实现了对竖直面的细胞的成像观察。

● Coated Lens

优势:一体化设计方式,Lens的前端表面带有优化好的病毒涂层,植入Lens后,可在目标区域进行特异性的细胞标记,提高GCaMP细胞的总表达和成像效果。仅需要一次手术,就完成了病毒表达到成像观察的所有流程,提高手术成功率。

● 双光子专用Lens

优势:专为双光子及多光子成像设计,充分考虑了长波长光的传递效率和成像的轴上像差,提高了双光子及多光子的深部脑区的成像质量,以高分辨率解析在体动物的深部脑区的亚细胞结构。

3.如何选择合适的自聚焦透镜(GRIN Lens)

A.目前开展自由活动动物的脑部神经元成像实验时经常使用的的两种 GRIN Lens为:Stright GRIN Lens(图3)和 Prism GRIN Lens(图4)。

图4 Prism GRIN Lens

Stright GRIN Lens

如果您想在透镜下方成像,请使用平头的自聚焦透镜(Stright GRIN Lens)。

Prism GRIN Lens

如果要垂直于插入的透镜进行成像,请使用棱镜自聚焦透镜(Prism GRIN Lens)。

选择您的透镜长度

1)确定感兴趣区域 (ROI) 的 DV 立体定向坐标。

2)计算从颅骨顶部到 ROI 的距离(为棱镜透镜添加 0.5 毫米,使 ROI 位于棱镜透镜成像表面的中间)。

3)添加 ~1.3 mm 以考虑 ProView cuff占用的透镜量。

① ~1.26 mm 透镜被cuff占用,适用于所有 ProView 集成透镜(包括 DC 集成透镜和 M 集成透镜)

② ~1.30 mm 透镜由cuff占用,用于非集成 ProView 透镜

4)添加 1 毫米,使有足够的透镜长度用于粘合剂固定在头骨上。

5)由第2)到4)步计算出合适的透镜长度,在规格表中选择大于或等于这个长度的透镜。

注意:

要确定任何给定 GRIN 透镜的可用视场 (FOV),一般经验法则是透镜半径的 50% 到 80% 将产生有用的视场。

透镜位置太远可能会导致微型望远镜坐在动物的头上失去平衡,这可能会让动物感到不舒服并影响其自然行为。

4.lens的植入与固定

A.将夹持器固定到立体定位仪的操作臂上,并将Lens安装到夹持器上

B.磁吸上miniscope,调节立体定位仪的操作臂,控制Lens植入到目标区域

C.然后通过生物硅胶、Metabond骨胶对Lens进行密封和固定。

注:Metabond是一款自固化胶粘剂树脂胶水,设计用于提供超高的粘结强度。它用来将Lens粘合固定在颅骨上。

以上便是本期科普的全部内容啦,希望好学的你们能有所收获~

如果还有疑问也可以私聊小编哦。