В биологии ученых часто интересуют выбросы из популяции, такие как клетки с редкой функцией, которые могут появляться менее чем у одного человека из миллиона. Этим экспериментам мешал присущий микроскопам компромисс между видением клеток с достаточным пространственным разрешением при сохранении достаточно большого поля зрения для захвата необычных образцов. Ученые часто тратят несколько минут на перемещение слайдов в поисках нужных клеток для изучения.
Теперь группа ученых во главе с Осакским университетом разработала систему, которая может создавать изображение, содержащее до миллиона клеток одновременно. «Обычные биологические микроскопы могут наблюдать не более 1000 клеток с полем зрения, ограниченным несколькими миллиметрами.
В нашей установке используется машинное зрение, оснащенное камерой с высоким разрешением и макрообъективом, – говорит первый автор Таро Ичимура. Команда построила оптическую систему визуализации с 120-мегапиксельной камерой и телецентрическим макрообъективом. Это обеспечивало гораздо большее поле зрения, чем обычные микроскопы, примерно до полутора на один сантиметр, при этом все еще разрешая отдельные клетки и взаимодействия между ними, которые характеризуют популяцию.
Команда назвала технологию визуализации «трансмасштабной областью», что означает, что технология может применяться для получения изображений от микрометрового до сантиметрового масштаба. «Как технологическая особенность для мощных измерений клеток, наша система трансмасштабирования AMATERAS, как ожидается, будет способствовать широкому спектру приложений, от фундаментальных исследований для понимания рабочего механизма многоклеточных систем до медицинских приложений, таких как контроль качества искусственные клеточные листы ", – говорит старший автор Такехару Нагаи.
Команда протестировала AMATERAS, динамически визуализировав ионы кальция в культивируемых клетках, и успешно обнаружила аномалии, которые произошли менее чем в 0.01% образцов.
Эта работа может ускорить исследования в широком спектре областей, которые имеют дело с большими популяциями клеток, таких как нейробиология, онкология и иммунология.