多功能微型双光子显微镜实现深脑多色成像

来自中国科学院的研究人员开发了FHIRM-TPM 3.0微型双光子显微镜，解决了自由活动小鼠深脑多色成像的技术难题。通过宽带反谐振空心光纤（700-1,060 nm低损耗传输）和三组可互换物镜，实现了820 μm深度皮层成像和单树突棘分辨率海马Ca2+成像，为阿尔茨海默病淀粉样斑块沉积与线粒体/胞质Ca2+活动研究提供了新工具。

　　

科学家们成功研制出仅重2.6克的革命性微型双光子显微镜（Two-photon microscopy, TPM）系统FHIRM-TPM 3.0。这款设备采用独特的宽带反谐振空心光纤技术，在700-1,060 nm波段实现低损耗激光传输，配合色差校正和荧光收集孔径优化，不仅能对自由活动小鼠进行820微米深度的皮层神经元成像，更可通过梯度折射率（GRIN）透镜达到海马区树突棘级别的Ca²⁺信号捕捉。

研究团队精心设计了三种可快速切换的齐焦物镜，使成像视野能在1×0.8 mm²范围内实现十倍缩放，横向分辨率精细至0.68-1.46微米。在780 nm、920 nm和1,030 nm多波长激发下，该设备成功揭示了APP/PS1转基因小鼠皮层中淀粉样斑块沉积与线粒体/胞质Ca²⁺活动的动态关联。这项突破为神经退行性疾病机制研究提供了前所未有的活体观测窗口。