CN206725840U - 一种用于双光子显微镜在体固定和观察实验动物模型的旋转装置 - Google Patents

一种用于双光子显微镜在体固定和观察实验动物模型的旋转装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型属实验装置领域，涉及一种用于双光子显微镜在体固定和观察实验动物模型的旋转装置；其由固定棒、最上层载物平台、固定棒连接轴、中间层载物平台、最下层载物平台、多角度可旋转球体、圆柱形固定支架、多边形对称固定金属外环、方形固定底座组成；所述最上层载物平台、中间层载物平台、最下层载物平台、多角度可旋转球体、圆柱形固定支架和方形固定底座依次固定连接。本实用新型设计简洁，操作方便，机械稳定性好，电信号噪点小，实用性好，适用于双关子显微镜对于活体小动物模型的研究，可对实验物体固定的同时进行各角度旋转调整，实现活体动物模型的高精度准确定位，从而实现组织结构功能的解析。

Description

一种用于双光子显微镜在体固定和观察实验动物模型的旋转 装置
技术领域
本实用新型属实验装置领域，涉及一种用于双光子显微镜在体固定和观察实验动物模型的旋转装置，该旋转装置可用于神经科学领域小动物模型的在体荧光功能成像研究。
背景技术
双光子显微镜的工作原理是利用两个长波长的光子激发出一个短波长荧光，其特点是可穿透力强，可观察深达1mm的不透明组织，焦平面外荧光信号干扰较弱，对细胞毒性小，只对焦点上的荧光具有光漂白作用，适合观察活体细胞的亚细胞结构特征。目前已知，所述钙离子敏感蛋白的荧光强度与钙离子浓度相关，在大脑的某类神经元中表达钙离子敏感蛋白，并与双光子显微镜结合，可在体观察大脑浅表结构中的神经元活动。近年来，双光子显微镜还与光遗传技术结合，通过双光子显微镜的多点光激活技术来研究多个神经细胞之间的通讯和编码；因此，双光子显微镜是解析大脑神经元结构功能的重要实验工具。
目前在双光子显微镜实验应用中，传统的固定实验平台及可移动平台只具备物体固定，以及在水平和垂直方向上的平行移动特性，例如分别在X轴，Y轴，Z轴上的平移运动；由于大脑是一个不规则的三维结构，不同脑区所处的位置对应不同的平面，因此，在双光子成像过程中，需要调节大脑的角度使成像的脑平面与物镜垂直，从而使成像范围中的细胞在同一焦平面上，而在现有的实验固定平台上很难实现。
本实用新型首次采用球体旋转中心，带动载物平台实现多维度多角度自由旋转，改善了传统显微镜载物平台只能线性三维角度上的旋转移动。
发明内容
本实用新型目的是克服现有技术的缺陷或不足，提供一种可多角度旋转固定的实验平台，具体涉及一种用于双光子显微镜在体固定和观察实验动物模型的旋转装置，所述旋转装置采用球体旋转中心，带动载物平台实现多维度多角度自由旋转，改善了传统显微镜载物平台只能线性三维角度上的旋转移动，可用于双光子显微镜，利于活体动物模型的神经活动电生理信号记录和获取。
本实用新型的用于双光子显微镜在体固定和观察实验动物模型的旋转装置，其特征在于，由
固定棒1、最上层载物平台2、固定棒连接轴3、中间层载物平台4、最下层载物平台5、多角度可旋转球体6、圆柱形固定支架7、多边形对称固定金属外环8、方形固定底座9组成；所述最上层载物平台2、中间层载物平台4、最下层载物平台5、多角度可旋转球体6、圆柱形固定支架7和方形固定底座9依次固定连接；所述固定棒1通过固定棒连接轴3固定连接到最上层载物平台2上；所述圆柱形固定支架7通过多边形对称固定金属外环8与方形固定底座9固定连接；
本实用新型中，所述方形固定底座9采用金属材料制备，起到承重稳固的作用，是衔接并固定在显微镜上的承重底板，其上正中叠加了一个多边形对称固定金属外环8（稳固底座与上部结构的衔接作用）；
本实用新型中，所述垂直固定的圆柱形固定支架7设于所述方形固定底座9中心上方，其通过所述多边形固定环8与所述方形固定底座9牢固结合；
本实用新型中，所述圆柱形固定支架7顶部凹槽嵌合有多角度可旋转球体6，该多角度可旋转球体6可在所述圆柱形固定支架7顶部成多角度自由旋转；所述圆柱形固定支架7上设有固定螺栓可将所述多角度可旋转球体6固定在选定角度上；
本实用新型中，所述多角度可旋转球体6的中心轴上方，链接固定所述最下层载物平台5；该最下层载物平台5通常采用方形金属垫板制备，其与所述多角度可旋转球体6直接相连；
本实用新型中，所述最下层载物平台5上方固定有中间层载物平台4；该中间层载物平台4为一个比最下层载物平台5大的方形平板；
所述中间层载物平台4上平铺最上层载物平台2（一个方形垫板），该最上层载物平台2可放置恒温系统装置，维持实验动物体温，并可用于直接放置实验动物；所述最上层载物平台2两侧设有两个对称的用于固定物体的柱形固定棒1；
本实用新型中，所述方形固定底座9中心位置垂直连接所述圆柱形固定支架7，该圆柱形固定支架7的中心凹槽部分镶嵌所述多角度可旋转球体6，所述多角度可旋转球体6中心轴垂直连接上方所述最下层载物平台5，该最下层载物平台5的平面与所述多角度可旋转球体6的切面平行；
本实用新型中，所述多角度可旋转球体6可在圆柱凹槽内自由移动，所述最下层载物平台5安装在多角度可旋转球体6中心轴上，可实现多角度，多维度，非平移式自由旋转；
与现有技术相比，本实用新型具有设计简洁，操作方便，机械稳定性好，牢固，电噪声干扰低，可自由旋转等特点；其克服了现有的实验平台不能进行多角度旋转固定的缺陷，在双光子显微镜实验中有着很高的实用意义；此外，本实用新型中所述的载物台直接连接下方球体旋转装置，可实现非线性多维度的自由旋转；所述旋转平台上设有动物固定夹，且可连接实验动物麻醉装置，进而进行各项实验操作。
为了便于理解，以下将通过具体的附图和实施例对本实用新型进行详细地描述。需要特别指出的是，具体实例和附图仅是为了说明，显然本领域的普通技术人员可以根据本文说明，在本实用新型的范围内对本实用新型做出各种各样的修正和改变，这些修正和改变也纳入本实用新型的范围内。
附图说明
图1为本实用新型的用于双光子显微镜在体固定和观察实验动物模型的旋转装置的结构示意图，
其中，1为固定棒，2为最上层载物平台，3为固定棒连接轴，4为中间层载物平台，5为最下层载物平台，6为多角度可旋转球体，7为圆柱形固定支架，8为多边形对称固定金属外环，9为方形固定底座；
图2为本实用新型的用于双光子显微镜在体固定和观察实验动物模型的旋转装置的剖面结构示意图，
其中，1为固定棒，2为最上层载物平台，3为固定棒连接轴，4为中间层载物平台，5为最下层载物平台，6为多角度可旋转球体，7为圆柱形固定支架，8为多边形对称固定金属外环，9为方形固定底座；
图3为应用本实用新型结合在体多通道电极记录监测到的小鼠视皮层神经活动电生理数据的示意图，
注：1秒时间内，给小鼠多个灰白光栅刺激后，利用多通道电极在体记录到的小鼠视皮层2/3层神经元的局部场电位（上），神经活动发放的能量图谱（中），以及记录到的动作电位（下）；
图4为应用本实用新型专利结合双光子显微镜观察获取的小鼠视觉皮层钙离子成像的示意图，
注：小鼠上丘脑区AAV-Syn-GCaMP6病毒注射后，在双光子显微镜下成像观察，920nm的激发波长，分辨率是512×512， 200μm深度下的神经元结构图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实例对本实用新型专利进行进一步说明。此处描述的具体实例仅用以解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
实施例1
如图1和图2所示，本用于双光子显微镜在体固定和观察实验动物模型的旋转装置，由固定棒1、最上层载物平台2、固定棒连接轴3、中间层载物平台4、最下层载物平台5、多角度可旋转球体6、圆柱形固定支架7、多边形对称固定金属外环8、方形固定底座9组成；所述最上层载物平台2、中间层载物平台4、最下层载物平台5、多角度可旋转球体6、圆柱形固定支架7和方形固定底座9依次固定连接；所述固定棒1通过固定棒连接轴3固定连接到最上层载物平台2上；所述圆柱形固定支架7通过多边形对称固定金属外环8与方形固定底座9固定连接；
所述方形固定底座9采用金属材料制备，起到承重稳固的作用，是衔接并固定在显微镜上的承重底板，其上正中叠加了一个多边形对称固定金属外环8（稳固底座与上部结构的衔接作用）；
所述垂直固定的圆柱形固定支架7设于所述方形固定底座9中心上方，其通过所述多边形固定环8与所述方形固定底座9牢固结合；
所述圆柱形固定支架7顶部凹槽嵌合有多角度可旋转球体6，该多角度可旋转球体6可在所述圆柱形固定支架7顶部成多角度自由旋转；所述圆柱形固定支架7上设有固定螺栓可将所述多角度可旋转球体6固定在选定角度上；
所述多角度可旋转球体6的中心轴上方，链接固定所述最下层载物平台5；该最下层载物平台5通常采用方形金属垫板制备，其与所述多角度可旋转球体6直接相连；
所述最下层载物平台5上方固定有中间层载物平台4；该中间层载物平台4为一个比最下层载物平台5大的方形平板；
所述中间层载物平台4上平铺最上层载物平台2（一个方形垫板），该最上层载物平台2可放置恒温系统装置，维持实验动物体温，并可用于直接放置实验动物；所述最上层载物平台2两侧设有两个对称的用于固定物体的柱形固定棒1；
所述方形固定底座9中心位置垂直连接所述圆柱形固定支架7，该圆柱形固定支架7的中心凹槽部分镶嵌所述多角度可旋转球体6，所述多角度可旋转球体6中心轴垂直连接上方所述最下层载物平台5，该最下层载物平台5的平面与所述多角度可旋转球体6的切面平行；
所述多角度可旋转球体6可在圆柱凹槽内自由移动，所述最下层载物平台5安装在多角度可旋转球体6中心轴上，可实现多角度，多维度，非平移式自由旋转。
实施例2 多通道电极在体记录小鼠视皮层神经元活动
首先将本实用新型中所述的旋转平台放置在可视显微镜下，将适量水合氯醛麻醉过的小鼠放置到上述旋转平台的载物台2上，小鼠下方放置恒温垫，头部通过1，3加以固定，小鼠口鼻处外接气体麻醉装置；剪头皮，开天窗，磨颅骨，揭去硬脑膜，根据脑图谱立体定位参数找到所要记录的大脑区域，将多通道记录电极植入该脑区，并将电极植入不同深度，实现在体电生理记录神经元活动。神经信号记录如图3所示。
实施例3 双光子显微镜获取小鼠视皮层神经元结构和功能成像
首先将本实用新型所述旋转平台整合安置固定在双光子显微镜下方的空间处，将适量水合氯醛麻醉过的小鼠（注射钙成像染料或者表达钙成像敏感蛋白的病毒的小鼠，在皮层位置有荧光表达），放置到上述旋转平台的载物台2上，小鼠下方放置恒温垫，头部通过1，3加以固定，小鼠口鼻处外接气体麻醉装置；接下来剪头皮，开天窗，磨颅骨，揭去硬脑膜，露出所要观察的皮层，打开双光子显微镜，调节旋转平台的角度，找到最佳观测位置，对深层次小鼠皮层神经元进行荧光观察。AAV-Syn-GCaMP6病毒注射后x周，200μm深度小鼠上丘神经元图像如附图4所示。
上述实施例的结果表明，本实用新型具有设计简洁，操作方便，机械稳定性好，牢固，电噪声干扰低，可自由旋转等特点；其克服了现有的实验平台不能进行多角度旋转固定的缺陷，在双光子显微镜实验中有着很高的实用意义；此外，本实用新型中所述的载物台直接连接下方球体旋转装置，可实现非线性多维度的自由旋转；所述旋转平台上设有动物固定夹，且可连接实验动物麻醉装置，进而进行各项实验操作。

Claims (10)

1.一种用于双光子显微镜在体固定和观察实验动物模型的旋转装置，其特征在于，由固定棒（1）、最上层载物平台（2）、固定棒连接轴（3）、中间层载物平台（4）、最下层载物平台（5）、多角度可旋转球体（6）、圆柱形固定支架（7）、多边形对称固定金属外环（8）、方形固定底座（9）组成；所述最上层载物平台（2）、中间层载物平台（4）、最下层载物平台（5）、多角度可旋转球体（6）、圆柱形固定支架（7）和方形固定底座（9）依次固定连接；所述固定棒（1）通过固定棒连接轴（3）固定连接到最上层载物平台（2）上；所述圆柱形固定支架（7）通过多边形对称固定金属外环（8）与方形固定底座（9）固定连接。
2.按权利要求1所述的用于双光子显微镜在体固定和观察实验动物模型的旋转装置，其特征在于，所述圆柱形固定支架（7）设于所述方形固定底座（9）中心上方。
3.按权利要求1所述的用于双光子显微镜在体固定和观察实验动物模型的旋转装置，其特征在于，所述圆柱形固定支架（7）顶部凹槽嵌合多角度可旋转球体（6），该多角度可旋转球体（6）在所述圆柱形固定支架（7）顶部成多角度自由旋转。
4.按权利要求1所述的用于双光子显微镜在体固定和观察实验动物模型的旋转装置，其特征在于，所述圆柱形固定支架（7）上设有固定螺栓将所述多角度可旋转球体（6）固定于选定角度。
5.按权利要求1所述的用于双光子显微镜在体固定和观察实验动物模型的旋转装置，其特征在于，所述中间层载物平台（4）为一个比所述最下层载物平台（5）大的方形平板。
6.按权利要求1所述的用于双光子显微镜在体固定和观察实验动物模型的旋转装置，其特征在于，所述中间层载物平台（2）的两侧设有两个对称的用于固定物体的柱形固定棒（1）。
7.按权利要求1所述的用于双光子显微镜在体固定和观察实验动物模型的旋转装置，其特征在于，所述最上层载物平台（2）平铺于所述中间层载物平台（4），该最上层载物平台（2）放置恒温系统装置。
8.按权利要求1所述的用于双光子显微镜在体固定和观察实验动物模型的旋转装置，其特征在于，所述最下层载物平台（5）的平面与所述多角度可旋转球体（6）的切面平行。
9.按权利要求1所述的用于双光子显微镜在体固定和观察实验动物模型的旋转装置，其特征在于，所述多角度可旋转球体（6）在所述圆柱形固定支架（7）顶部的圆柱凹槽内自由移动。
10.按权利要求1所述的用于双光子显微镜在体固定和观察实验动物模型的旋转装置，其特征在于，所述最下层载物平台（5）安装于所述多角度可旋转球体（6）中心轴上，其多角度、多维度、非平移式自由旋转。
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