科研条件

激光共聚焦双光子扫描显微镜

共聚焦的含义就是将聚焦平面以外的成像信息过滤，使其不在最终的成像结果中显示，首先将光线聚焦于一点或一线，然后对所要观察的平面进行扫描，焦平面以外的光线通过检测针孔隔除。九十年代发明了双光子扫描显微技术，其基本光路于一般扫描显微镜相仿，但用大约两倍于单光子激发波长的低能量光子来激发染料分子的荧光。由于双光子激发需要极高的能量密度（激发效率与光子密度的平方成正比），只有在焦点上才有足够的双光子吸收导致有荧光发出，而焦平面之外的染料分子则根本不会吸收低能激发光子。因此不需要共聚焦针孔，也能获得清晰的焦平面荧光图像。再者，因为提高了激发光波长，所以激发光的散射效率减小，所以它对于生物样品的穿透能力就增加了许多。

图1激光共聚焦双光子扫描显微镜

转盘共聚焦和超高分辨率成像

转盘共聚焦的特点是利用多个针孔对图像进行同时地快速地扫描，较于常规的点扫描共聚焦拥有速度快这一决定性的优势，可以清晰地观察到高速的细胞内的活动。超高分辨率成像的基本思想是利用一种可控开关的荧光物质，这种荧光物质在受到不同波长的光子激励下可以进入可吸收激发光子发光的正常状态或不能发光的暗状态。这样，在所有荧光分子都进入暗状态之后，可以用很弱的激励光随机地将小部分分子“打开”并进行正常荧光成像测量。只要这些分子足够稀少，其相应的点扩散函数就不会重叠，也就可以分析出这些点扩散函数的中心位置，从而得到每个分子的精确位置。最后经过重建，可以获得光学衍射极限分辨率之下的超高清晰成像。

图2转盘共聚焦和超高分辨率成像

爱生斑马鱼中养殖与繁育系统设备

由净水供水设备、水生模式生物养殖单元组、水体循环单元等设备组成，系统自动循环、消毒、过滤、水质调整，控温满足斑马鱼生长条件。目前我们有的斑马鱼品系有：AB/WT、GFAP:eGFP、Fli: eGFP、Oligo: eGFP、Lyz:eGFP；AB/WT是使用最为广泛的野生型斑马鱼，我们目前可以使用它进行微生物的感染研究，转基因斑马鱼的构建，相关神经抑制因子的研究，斑马鱼的行为学，形态学研究。GFAP: eGFP是星形胶质细胞表达绿色荧光蛋白的斑马鱼品系，可以进行星形胶质细胞方面的研究工作。Fli: eGFP是脉管系统标记绿色荧光的斑马鱼品系，可以用来进行斑马鱼血管发生血管诱导等方面的研究。Oligo: eGFP是少突胶质细胞标记绿色荧光的斑马鱼品系，可以进行少突胶质细胞方面的观察研究。Lyz:eGFP是巨噬细胞标记绿色荧光的斑马鱼品系，可以用来观察微生物感染后，巨噬细胞对微生物清除等情况。

图3爱生斑马鱼中养殖与繁育系统设备

爪蟾繁殖饲养设备MS-002

适用于非洲爪蟾的饲养，非洲爪蟾是发展生物学的重要模式生物，对发育生物学的发展做过巨大的贡献，许多调控胚胎发生和体轴形成的重要因子都是在非洲爪蟾上鉴定出来的。鉴于非洲爪蟾蝌蚪半透明的特点，我们利用红色荧光蛋白（DsRed2）标记单个神经元，绿色荧光蛋白（GFP）标记神经元上的突触位点。利用激光共聚焦显微镜活体实时动态观察神经元突起和突触的生长和发育特征。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

图4 爪蟾繁殖饲养设备MS-002

奥林巴斯 FluoView™ FV1000共聚焦显微镜

具有卓越的分辨率，清晰明亮的光学图像和高效率的激发，适用固定样品和活细胞的观察，可以对多染标本进行多达四个通道的荧光采集成像和一个透射光通道。我们使用FV1000共聚焦显微镜观察单个神经元的轴突末端分支的生长和修剪，神经突触的稳定和变化，树突棘的转变和稳定过程；观察神经发育和神经损伤过程中神经胶质细胞的增值迁移分化特点；观察微生物在斑马鱼体内的转移过程。

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图5奥林巴斯 FluoView™ FV1000共聚焦显微镜

奥林帕斯BX60研究级正置显微镜，SZX16高级研究级荧光体式显微镜

BX60具备先进的UIS2光学系统，提供优越的光学图像品质，具有DIC和荧光观察的理想选择。我们使用BX60观察免疫组织化学的荧光切片，主要包括神经损伤过程中和修复过程中各种相关蛋白和细胞因子的表达变化情况。SZX16提供了16.4倍的变倍比,配合高景深齐焦物镜（0.5x, 1.0x, 1.6x & 2.0x），SZX16可以轻易的从宏观观察转变到微观观察。我们使用SZX-16进行大规模的转基因斑马鱼的筛选，观察单个斑马鱼胚胎微生物感染长期期跟踪观察，了解迁移消亡等生物学过程，观察肿瘤细胞在斑马鱼体内的行为，迁移情况，骨骼染色观察，整体免疫组化样本观察等。

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图6奥林帕斯BX60研究级正置显微镜，SZX16高级研究级荧光体式显微镜

Picospritzer III 微量注射仪(皮升/纳升级恒压脉冲显微注射系统)

Picospritzer III 是一个独立完备的,机架式系统, 可以支持重复性的恒压脉冲，它可以注射快速的和高重复性的皮升或纳升级液体。是可以应用于分子生物学，细胞生物学，分子遗传学，生殖医学，神经生理学等领域研究的精密实验工程仪器设备。我们使用Picospritzer III 微量注射仪对斑马鱼单细胞受精卵进行重组的DNA或者RNA注射，构建转基因的斑马鱼系；显微注射反义吗啡啉下调斑马鱼或非洲爪蟾特定基因的表达，研究这些基因的功能特点；显微注射荧光蛋白或荧光染料特异性标记单个神经元和突触位点；在斑马鱼幼鱼体内注射肿瘤细胞或微生物，构建斑马鱼肿瘤模型和微生物感染模型。

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图7 Picospritzer III 微量注射仪(皮升/纳升级恒压脉冲显微注射系统)

脑片膜片钳记录系统

脑片膜片钳记录系统可以在离体的脑片上进行patch记录。主要实现在脑片水平上研究神经元电生理活动，研究中枢神经系统离子通道或受体在神经环路中的生理和药理学作用及其机制。

图8脑片膜片钳记录系统

单细胞膜片钳记录系统

单细胞膜片钳记录分析系统是单个细胞（培养或急性分离的）为实验材料，研究其膜上的离子通道及突触传递的一套系统，它包括膜片钳放大器系统、微操纵器、电极拉制仪、给药系统、蠕动泵与记录槽系统、防震台、显微系统、计算机等。

图9 单细胞膜片钳记录系统

Tucker-Davis Technologies (TDT) system 3

TDT system 3是一套广泛应用在神经生理学，听觉，语言科学等领域的数据采集系统，它是提供基于DSP的模块化的数据采集和刺激生成的完整系统，可以在清醒的和自由活动的动物上，记录从一个简单的音频刺激到完整的多通道的复杂的感觉和行为的神经生理活动的系统。

图10 Tucker-Davis Technologies (TDT) system 3

多导脑电记录系统

事件相关电位（ERP）已经成为目前乃至将来探讨大脑活动的重要窗口，而作为世界公认的ERP顶级研究工具，64导事件相关电位系统为脑科学的研究提供了很好的技术和研究平台。脑电采集可以32 bit数据采集格式高效地支持24 bit和32 bit的放大器系统。其采用的软件SCAN采集和分析软件囊括了所有的EEG/ERP记录和测量分析方法，并提高了三维空间相关性分析，更精确地解析源活动，并提供高分辨率的EEG/EEG地形图和(2D/3D)/EP/ERP分析功能。　　

图11 多导脑电记录系统

Waters HPLC高效液相色谱

1525泵，2487荧光检测器,2475紫外检测器,2414示差检测器，C18反相柱。双泵控制流速和比例。

图12 Waters HPLC高效液相色谱

128道多电极记录系统

Cyberkinetics公司。包括前置放大器，神经信号处理器，平面电极（犹他阵列），立体电极（密西根电极）。本套设备可用于进行慢性埋藏实验与急性实验，可以同步记录最多达１２８根电极的信号，提高了电生理实验记录的效率，并可对神经元信号进行同步分析。同时记录神经元的spike信号和LFP (local field potential)有助于理解细胞集群与单个细胞的功能区别。另外，用于平面记录的犹他电极和用于立体记录的密歇根电极的使用可以使我们在更大的空间范围和时间范围内获得神经元信号

图13 128道多电极记录系统

微电泳系统

包括多管玻璃微电极拉制仪，微电泳给药系统，信号记录装置。该系统可以在电极记录位点局部给药，控制给药和停止给药的时间，记录药物存在和洗脱状态下的神经元信号，以研究某些药物对于神经信号处理的影响，或者药物失活或者激活部分皮层，研究皮层间相互作用。

图14微电泳系统

行为猴系统

包括眼动监视仪，候椅，实验主控系统（Rex ,Vex）。其中实验主控系统为实验室自己开发。用于猴子的行为学训练和慢性电生理记录，可以在猴子清醒的状态下记录与实验任务相关的电生理信号。

图15行为猴系统