神經(jīng)科學(xué)
何謂高爾基染色法
觀察高爾基染色后的白鼠腦神經(jīng)組織
高爾基染色（Golgi staining）是一種鍍銀染色法，可將腦中的微細(xì)神經(jīng)細(xì)胞（神經(jīng)元）的軸索或樹(shù)狀突起染成黑色后，使其構(gòu)造（樹(shù)突棘）可視化，從早期開(kāi)始用于觀察白鼠或小鼠等動(dòng)物腦切片中神經(jīng)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)及其變化。
高爾基染色由致力于神經(jīng)組織金屬浸漬染色（銀染色）等實(shí)驗(yàn)的諾貝爾生理學(xué)及醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者、意大利人卡米洛·高爾基于1873年發(fā)表，將在固定液（包含重鉻酸鉀）固定后的腦標(biāo)本浸入硝酸銀溶液進(jìn)行染色時(shí)，神經(jīng)細(xì)胞的神經(jīng)元呈現(xiàn)為黑色。之后，在荷蘭醫(yī)生科克斯于1891年發(fā)表的高爾基-科克斯染色（Golgi-Cox staining）中，使用的化合物經(jīng)過(guò)改良，通過(guò)將腦切片用重鉻酸鉀、鉻酸鉀溶液固定并利用氨水使其顯色為黑色（黑化），能夠獲得更穩(wěn)定的結(jié)果。
高爾基染色/高爾基-科克斯染色雖然實(shí)驗(yàn)方法已經(jīng)比較成熟，但出于縮短染色時(shí)間等提高制作標(biāo)本的作業(yè)效率及穩(wěn)定性等目的，對(duì)試劑實(shí)施了多種改良，目前仍用于腦切片組織染色的微細(xì)神經(jīng)組織觀察?？蓪?duì)腦切片特定組織進(jìn)行染色，廣泛應(yīng)用于根據(jù)海馬體內(nèi)樹(shù)狀突起的形態(tài)及分支變化，對(duì)認(rèn)知及記憶形成的相關(guān)等各種研究。
腦的軸索通過(guò)神經(jīng)細(xì)胞的的增殖而延伸，數(shù)量龐大的軸索通過(guò)電信號(hào)傳達(dá)構(gòu)建出信號(hào)網(wǎng)絡(luò)，并借此實(shí)現(xiàn)記憶或情感等高層次的活動(dòng)。實(shí)驗(yàn)或研究采用動(dòng)物腦，依照高爾基染色實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行固定后低溫制作連續(xù)切片，經(jīng)過(guò)染色后進(jìn)行觀察。
經(jīng)常被用于標(biāo)本的白鼠或小鼠腦由于其自身非常小，而且神經(jīng)細(xì)胞的軸索或樹(shù)狀突起極為細(xì)微，在高倍下的顯微觀察時(shí)，由于腦切片具有一定的厚度，因此很難對(duì)切片中微細(xì)的目標(biāo)物進(jìn)行全幅對(duì)焦。此外標(biāo)本的輕微傾斜或高度差對(duì)對(duì)焦產(chǎn)生明顯的影響，不僅給高倍率觀察及評(píng)價(jià)造成困難，還加大了獲得能夠應(yīng)用于發(fā)表論文或研討會(huì)等清晰圖像的難度，這也是神經(jīng)觀察時(shí)的1個(gè)難題。另外，除了能夠通過(guò)高倍率清晰地觀察神經(jīng)細(xì)胞形狀以外，還需要隨時(shí)準(zhǔn)確地掌握所觀察的部位處于整個(gè)腦切片中的哪個(gè)位置。為獲得需要的分辨率而提高倍率則視野將變小，要掌握腦切片整體圖像就不得不縮小倍率導(dǎo)致分辨率降低。為了對(duì)能夠確認(rèn)神經(jīng)細(xì)胞形態(tài)的高倍率圖像與可確認(rèn)切片整體的低倍率圖像進(jìn)行無(wú)縫觀察，有時(shí)需要對(duì)圖像進(jìn)行拼接處理，保存并管理數(shù)量龐大的高倍率圖像通過(guò)手動(dòng)進(jìn)行拼接，不僅繁雜、難度大，還需要花費(fèi)大量時(shí)間及勞力。
在進(jìn)行腦切片的觀察時(shí)，不僅制作腦切片染色標(biāo)本具有一定難度，使用顯微鏡觀察時(shí)也需要操作人員具備高超技術(shù)，即使是熟練人員也需高度集中注意力并花費(fèi)大量勞力。
基恩士通過(guò)對(duì)焦及載物臺(tái)移動(dòng)等驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的全電動(dòng)化，將顯微鏡觀察中的各種繁雜而高難度的處理僅以鼠標(biāo)操作實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)約化。開(kāi)發(fā)了能夠顯著提高從拍攝數(shù)量龐大的圖像到之后的定量化等分析處理的效率，且兼顧清晰的高倍率圖像與把握整個(gè)視野的龐大數(shù)據(jù)量的一體化熒光顯微成像系統(tǒng)BZ-X800。
以下圖片是利用BZ-X800拍攝的白鼠腦切片高爾基染色標(biāo)本中的神經(jīng)組織觀察圖像。
通常情況下，在標(biāo)本具有厚度或傾斜、高度差時(shí)只能對(duì)焦在一部分樣品上，很難把握神經(jīng)細(xì)胞的立體結(jié)構(gòu)，但通過(guò)“Z棧"則可在Z軸方向自動(dòng)獲取多張圖像，且利用“全幅對(duì)焦"功能只對(duì)對(duì)焦部分進(jìn)行合成，從而簡(jiǎn)單獲取Z方向整體高度上對(duì)焦的全幅對(duì)焦圖像，得以清晰觀察微細(xì)神經(jīng)細(xì)胞或因高爾基染色而黑化的部分形狀。
另外，對(duì)于在高倍率下無(wú)法將整體圖像納入視野的腦切片，僅需拍攝范圍的外沿部3點(diǎn)，在X、Y軸方向電動(dòng)移動(dòng)載物臺(tái)的同時(shí)拍攝并自動(dòng)拼接多張高倍率、高分辨率圖像，即可簡(jiǎn)單獲取以高分辨率捕捉整體圖像的全幅對(duì)焦圖像。
還可以同時(shí)使用這些全幅對(duì)焦功能與圖像拼接，可隨時(shí)把握腦切片的具體部位的同時(shí)，以高倍率觀察微細(xì)神經(jīng)細(xì)胞。
BZ-X800不僅能夠清晰觀察，還可以使用該圖像進(jìn)行快速的定量測(cè)量及分析。
使用“混合細(xì)胞計(jì)數(shù)"功能可將切片整體設(shè)為掩膜區(qū)域，并按照顏色差異或亮度信息對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行抽取定量化。自動(dòng)計(jì)算腦切片整體中神經(jīng)細(xì)胞所占比重，結(jié)果可以CSV格式輸出。在分析培養(yǎng)神經(jīng)細(xì)胞時(shí)，BZ系列搭載了相差差模式，可避免由于背景亮度不均對(duì)培養(yǎng)細(xì)胞抽取的影響，從而能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確的定量分析。
另外，通過(guò)使用“宏細(xì)胞計(jì)數(shù)"，可將混合細(xì)胞計(jì)數(shù)時(shí)的測(cè)量條件批量應(yīng)用在其他多張圖像的處理，可大幅度縮短測(cè)量時(shí)間。通常情況下，對(duì)圖像的定量分析依賴(lài)于手動(dòng)操作，不僅耗費(fèi)大量精力與時(shí)間，測(cè)量條件也由于操作人員不同而產(chǎn)生偏差。使用宏細(xì)胞計(jì)數(shù)功能，則可以消除因條件偏差造成的誤差，在短時(shí)間內(nèi)混去高可靠性數(shù)據(jù)。
BZ-X800正如其名一體化熒光顯微成像系統(tǒng)，搭載了高靈敏度、高分辨率黑白制冷CCD相機(jī)及暗室，支持熒光、明視場(chǎng)、相位差下的高水準(zhǔn)觀察與分析。除經(jīng)過(guò)高爾基染色腦切片以外，還支持多孔培養(yǎng)板，僅用1臺(tái)即可清晰地拍攝各種標(biāo)本，并實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確而無(wú)偏差的測(cè)量與評(píng)價(jià)。僅用1臺(tái)即可支持各種標(biāo)本的觀察分析，有助于節(jié)省器材空間。
如果引進(jìn)一體化熒光顯微成像系統(tǒng)BZ-X800
對(duì)于在高倍率下難以完整地納入視野的切片整體，通過(guò)自動(dòng)拍攝并拼接多張圖像的“圖像拼接"，即可在兼顧將切片完整地納入視野的大視野及高倍率下的高分辨率的條件下輕松拍攝一張拼接圖像。
通過(guò)“Z棧"在Z軸方向上拍攝的多張圖像中，使用只合成對(duì)焦部分的“全幅對(duì)焦"功能，可構(gòu)建整個(gè)標(biāo)本的對(duì)焦圖像。
通過(guò)“混合細(xì)胞計(jì)數(shù)"準(zhǔn)確地抽取目標(biāo)細(xì)胞并計(jì)數(shù)?？捎?jì)算比重并輸出表計(jì)算形式的數(shù)據(jù)。
使用“宏細(xì)胞計(jì)數(shù)"，可將混合細(xì)胞計(jì)數(shù)的測(cè)量條件批量適用于多張圖像處理，迅速在同一條件下執(zhí)行分析。
僅用1臺(tái)即可支持熒光、明視場(chǎng)、相位差下各種標(biāo)本的觀察與分析，有助于節(jié)省器材空間。
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