通過(guò)梯度折射率透鏡GRIN Lens中繼的顯微成像中，GRIN Lens引入的像差會(huì)大大降低成像質(zhì)量。為了測(cè)試FHIRM-LF探頭在GRIN Lens下的效果，作者通過(guò)GRIN Lens中繼成像對(duì)自由運(yùn)動(dòng)小鼠海馬神經(jīng)元進(jìn)行觀察 (圖2)。在成像探頭視場(chǎng)為1000 × 788 μm2，成像幀率為9 Hz, 600 × 512像素條件下，盡管成像視場(chǎng)范圍由于GRIN Lens自身的漸暈作用略受影響，但其有效視場(chǎng)仍達(dá)到約為900 × 788 μm2。通過(guò)GRIN Lens對(duì)自由運(yùn)動(dòng)小鼠海馬背側(cè)CA1亞區(qū)進(jìn)行成像記錄，該款成像探頭FHIRM-LF實(shí)現(xiàn)共計(jì)約400個(gè)神經(jīng)元鈣瞬態(tài)數(shù)據(jù)的高質(zhì)量采集，這些原始數(shù)據(jù)的平均信噪比為9.2，98%的神經(jīng)元鈣瞬態(tài)信噪比大于3。

圖2. 通過(guò)直徑為1mm的GRIN Lens對(duì)自由運(yùn)動(dòng)的小鼠海馬背側(cè)CA1進(jìn)行中繼成像。利用FHIRM-LF對(duì)自由活動(dòng)小鼠進(jìn)行連續(xù)18.3分鐘的成像記錄，圖中展示所記錄的395個(gè)神經(jīng)元分割圖及Ca2+痕跡，并展示這些神經(jīng)元鈣瞬態(tài)的信噪比。

毫米級(jí)視野下深達(dá)500 μm的自由變焦

超維景微型化雙光子顯微鏡系統(tǒng)配備先進(jìn)的軸向變焦ETL模塊。利用液體透鏡原理，實(shí)現(xiàn)微型化雙光子顯微鏡對(duì)大腦皮層不同功能層神經(jīng)元的同時(shí)成像記錄。結(jié)合可拆卸變焦ETL模塊，毫米大視野探頭FHIRM-LF軸向變焦范圍擴(kuò)大到500 μm，在對(duì)小鼠大腦皮層成像中實(shí)現(xiàn)采集1000 × 788 × 500 μm3體積的神經(jīng)元圖像（圖3）。并且搭載變焦ETL模塊后，雙光子顯微成像仍以接近理論衍射極限的能力，保持成像分辨率恒定不變。

圖3. FHIRM-LF結(jié)合可拆卸的變焦ETL模塊對(duì)清醒小鼠皮層1000×788×500 μm3的三維體積成像。