对生物样品进行快速可靠的原位成像以揭示与复杂的多细胞生物相关的动态过程一直都是光学成像的一大目标。传统的激光共聚焦显微镜虽然具有优异的3D荧光成像功能，提供了非常高的空间分辨率，但是在某些实验中，成像速度不够快和光漂白问题依然不容忽视。光片技术的提出就很好地解决了这些问题，同时还保有优异的空间分辨率。

DLS 光片成像模块可直接搭建在共聚焦显微镜之上，为共聚焦系统升级新技能：快速3D成像、更低光毒性、光操作和活体快速3D成像结合。光片显微系统常见应用：

·胚胎与小型生物（如模式动物斑马鱼、线虫、果蝇等，植物拟南芥等）发育过程中的快速三维成像，例如：细胞迁移、心脏及血管发育、神经发育等。·三维细胞培养、组织培养、器官培养的实时成像。·结合共聚焦或双光子激光显微镜，完成光学刺激与追踪的功能，观察和实验方式更为灵活多样。

1.快速3D成像

左：海藻3D重构+拼图，自发荧光 

右：果蝇眼睛3D重构

2.活体快速长时间3D成像，捕捉整个动态过程

斑马鱼心脏跳动3D重构

3.唯一可以结合共聚焦和光片的系统，实现光学操作的后续追踪

斑马鱼神经元转换（Kaede）后，持续记录该细胞的运动，视频如下所示

追踪根内生真菌Piriformospora indica的生长过程【1】

追踪真菌的生长和生物膜的形成在食品和制药行业有着重大意义：了解真菌生长的模式和机制，可以帮助我们更有效地利用有益真菌、遏制有害菌。真菌在不同发育时期的生长情况依赖于胞内活动和所处的生化环境。但是目前常用的共聚焦显微镜和电镜技术并不能完美地完成这个任务。

发表于ChemPhysChem的《Exploring Morphological and Biochemical Linkages in Fungal Growth with Label-Free Light Sheet Microscopy and Raman Spectroscopy》采用光片技术DLS，直接利用真菌本身的自发荧光：由于代谢状态不同，这个自发荧光“特异性标记”在孢子上，而菌丝基本没有。从图可以看到利用DLS，明显看到孢子的分布规律：朝向顶端，呈梯度分布，离顶端越近孢子密度越大。成像深度达1.1mm，完全满足对完整真菌的研究。这个梯度分布表明真菌存在内部的生长调节机制。再结合表面增强拉曼光谱技术（Surface-Enhanced Raman Spectroscopy ( SERS)），将复杂的物理化学作用与真菌生长的形态学特征直接关联起来，为次级代谢产物与真菌生长关系的研究提供了一个很好的工具。

光片成像原理

我们先来看看什么是光片显微技术【2】：

使用一层光束从样品侧面激发荧光样品，使用CCD或sCMOS进行检测，照明光路和荧光检测光路互相垂直。由于样品受激发的平面就是成像平面，不存在离焦激发，可以自动获得光学切片，从而将光漂白和光学损伤降到最低。光片显微系统使用CCD或sCMOS成像，速度通常为每秒几十帧，甚至上百帧，所以通过在光片下移动样品使入射光束激发不同的平面，可以很容易又非常快速的得到整个组织的3D图。

那我们也会发现传统的光片显微镜通常需要在独立系统中安装专用的光学装置，其中照明和检测物镜相互垂直布置。可是在实际应用中很多时候我们既需要光片又需要共聚焦功能。

TCS SP8 DLS创造性地将光片成像和共聚焦成像结合在一起：光片直接搭建在共聚焦平台上，独特的 TwinFlect 反光镜装置使激发光束从左右两个方向入射到样品上，照明均匀，且天然的双侧照明消除昏暗区域干扰保证了细胞水平的分辨率。成像速度快、分辨率高和光毒性低的特点可使样品在该系统中保持其生物活性，完成数小时乃至数天的长时间活体生物培养及成像。

光片显微镜变得前所未有的简便，同时又不牺牲共聚焦功能，还可以实现光片与共聚焦显微镜的联合使用，完成光激活、光转换等操作及后续追踪的实验。

参考文献

【1】Siddhanta,S., et al. (2017). "Exploring Morphological and Biochemical Linkages in Fungal Growth with Label-Free Light Sheet Microscopy and Raman Spectroscopy." Chemphyschem 18(1): 72-78.

【2】Huisken, J., et al. (2004). "Optical sectioning deep inside live embryos by selective plane illumination microscopy." Science 305(5686): 1007-1009.