观察高尔基染色后的白鼠脑神经组织

神经科学
何谓高尔基染色法
观察高尔基染色后的白鼠脑神经组织

何谓高尔基染色法

高尔基染色（Golgi staining）是一种镀银染色法，可将脑中的微细神经细胞（神经元）的轴索或树状突起染成黑色后，使其构造（树突棘）可视化，从早期开始用于观察白鼠或小鼠等动物脑切片中神经细胞的结构及其变化。
高尔基染色由致力于神经组织金属浸渍染色（银染色）等实验的诺贝尔生理学及医学奖获得者、意大利人卡米洛·高尔基于1873年发表，将在固定液（包含重铬酸钾）固定后的脑标本浸入硝酸银溶液进行染色时，神经细胞的神经元呈现为黑色。之后，在荷兰医生科克斯于1891年发表的高尔基-科克斯染色（Golgi-Cox staining）中，使用的化合物经过改良，通过将脑切片用重铬酸钾、铬酸钾溶液固定并利用氨水使其显色为黑色（黑化），能够获得更稳定的结果。

高尔基染色/高尔基-科克斯染色虽然实验方法已经比较成熟，但出于缩短染色时间等提高制作标本的作业效率及稳定性等目的，对试剂实施了多种改良，目前仍用于脑切片组织染色的微细神经组织观察。可对脑切片特定组织进行染色，广泛应用于根据海马体内树状突起的形态及分支变化，对认知及记忆形成的相关等各种研究。

观察高尔基染色后的白鼠脑神经组织

脑的轴索通过神经细胞的的增殖而延伸，数量庞大的轴索通过电信号传达构建出信号网络，并借此实现记忆或情感等高层次的活动。实验或研究采用动物脑，依照高尔基染色实验方案进行固定后低温制作连续切片，经过染色后进行观察。

经常被用于标本的白鼠或小鼠脑由于其自身非常小，而且神经细胞的轴索或树状突起极为细微，在高倍下的显微观察时，由于脑切片具有一定的厚度，因此很难对切片中微细的目标物进行全幅对焦。此外标本的轻微倾斜或高度差对对焦产生明显的影响，不仅给高倍率观察及评价造成困难，还加大了获得能够应用于发表论文或研讨会等清晰图像的难度，这也是神经观察时的1个难题。另外，除了能够通过高倍率清晰地观察神经细胞形状以外，还需要随时准确地掌握所观察的部位处于整个脑切片中的哪个位置。为获得需要的分辨率而提高倍率则视野将变小，要掌握脑切片整体图像就不得不缩小倍率导致分辨率降低。为了对能够确认神经细胞形态的高倍率图像与可确认切片整体的低倍率图像进行无缝观察，有时需要对图像进行拼接处理，保存并管理数量庞大的高倍率图像通过手动进行拼接，不仅繁杂、难度大，还需要花费大量时间及劳力。

解决脑切片的高分辨率观察的课题

在进行脑切片的观察时，不仅制作脑切片染色标本具有一定难度，使用显微镜观察时也需要操作人员具备高超技术，即使是熟练人员也需高度集中注意力并花费大量劳力。
基恩士通过对焦及载物台移动等驱动系统的全电动化，将显微镜观察中的各种繁杂而高难度的处理仅以鼠标操作实现简约化。开发了能够显著提高从拍摄数量庞大的图像到之后的定量化等分析处理的效率，且兼顾清晰的高倍率图像与把握整个视野的庞大数据量的一体化荧光显微成像系统BZ-X800。

兼具整体图像与高倍率，实现简单无缝的高分辨率观察

以下图片是利用BZ-X800拍摄的白鼠脑切片高尔基染色标本中的神经组织观察图像。
通常情况下，在标本具有厚度或倾斜、高度差时只能对焦在一部分样品上，很难把握神经细胞的立体结构，但通过“Z栈”则可在Z轴方向自动获取多张图像，且利用“全幅对焦”功能只对对焦部分进行合成，从而简单获取Z方向整体高度上对焦的全幅对焦图像，得以清晰观察微细神经细胞或因高尔基染色而黑化的部分形状。
另外，对于在高倍率下无法将整体图像纳入视野的脑切片，仅需拍摄范围的外沿部3点，在X、Y轴方向电动移动载物台的同时拍摄并自动拼接多张高倍率、高分辨率图像，即可简单获取以高分辨率捕捉整体图像的全幅对焦图像。
还可以同时使用这些全幅对焦功能与图像拼接，可随时把握脑切片的具体部位的同时，以高倍率观察微细神经细胞。

基于“全幅对焦”与“图像拼接”的图像构建
通过从沿着Z轴方向变化的多张图像中只合成对焦部分的全幅对焦功能，能够构建视野整体均为对焦的图像。另外，通过拼接在移动载物台的同时所拍摄的多张高倍率图像的图像拼接功能，能够简单获取切片整体的高分辨率图像。

直接执行准确的计数及测量

BZ-X800不仅能够清晰观察，还可以使用该图像进行快速的定量测量及分析。
使用“混合细胞计数”功能可将切片整体设为掩膜区域，并按照颜色差异或亮度信息对目标物进行抽取定量化。自动计算脑切片整体中神经细胞所占比重，结果可以CSV格式输出。在分析培养神经细胞时，BZ系列搭载了相差差模式，可避免由于背景亮度不均对培养细胞抽取的影响，从而能够实现准确的定量分析。
另外，通过使用“宏细胞计数”，可将混合细胞计数时的测量条件批量应用在其他多张图像的处理，可大幅度缩短测量时间。通常情况下，对图像的定量分析依赖于手动操作，不仅耗费大量精力与时间，测量条件也由于操作人员不同而产生偏差。使用宏细胞计数功能，则可以消除因条件偏差造成的误差，在短时间内混去高可靠性数据。

1台即可用于多用途

BZ-X800正如其名一体化荧光显微成像系统，搭载了高灵敏度、高分辨率黑白制冷CCD相机及暗室，支持荧光、明视场、相位差下的高水准观察与分析。除经过高尔基染色脑切片以外，还支持多孔培养板，仅用1台即可清晰地拍摄各种标本，并实现准确而无偏差的测量与评价。仅用1台即可支持各种标本的观察分析，有助于节省器材空间。

如果引进一体化荧光显微成像系统BZ-X800

对于在高倍率下难以完整地纳入视野的切片整体，通过自动拍摄并拼接多张图像的“图像拼接”，即可在兼顾将切片完整地纳入视野的大视野及高倍率下的高分辨率的条件下轻松拍摄一张拼接图像。
通过“Z栈”在Z轴方向上拍摄的多张图像中，使用只合成对焦部分的“全幅对焦”功能，可构建整个标本的对焦图像。
通过“混合细胞计数”准确地抽取目标细胞并计数。可计算比重并输出表计算形式的数据。
使用“宏细胞计数”，可将混合细胞计数的测量条件批量适用于多张图像处理，迅速在同一条件下执行分析。
仅用1台即可支持荧光、明视场、相位差下各种标本的观察与分析，有助于节省器材空间。

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