Reflective multi-immersion microscope objectives inspired by the Schmidt telescope.
Reflective multi-immersion microscope objectives inspired by the Schmidt telescope.
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DOI：
10.1038/s41587-023-01717-8
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发表时间：
2024-01
影响因子：
46.9
通讯作者：
Helmchen, Fritjof
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Voigt, Fabian F. F.;Reuss, Anna Maria;Naert, Thomas;Hildebrand, Sven;Schaettin, Martina;Hotz, Adriana L. L.;Whitehead, Lachlan;Bahl, Armin;Neuhauss, Stephan C. F.;Roebroeck, Alard;Stoeckli, Esther T. T.;Lienkamp, Soeren S. S.;Aguzzi, Adriano;Helmchen, Fritjof
对大型、透明样品进行成像需要将大视场 (FOV) 与长工作距离 (WD) 和高数值孔径 (NA) 结合在一起的显微镜物镜。理想情况下，此类物镜应与各种浸没介质兼容，而传统的基于透镜的物镜设计很难实现这一点。这里我们介绍由球面镜和非球面校正板组成的多浸没“施密特物镜”来解决这个问题。我们证明了施密特物镜的多光子变体与所有均质浸没介质兼容，并在折射率为 1.56、1.1 毫米 FOV 和 11 毫米工作距离时实现了 1.08 的数值孔径。我们通过对空气和水、苯甲醇/苯甲酸苄酯、二苄醚和肉桂酸乙酯等各种介质中的透明样品进行成像，以及对斑马鱼幼虫体内的神经元活动进行成像来强调其多功能性。原则上，这个概念可以扩展到任何成像方式，包括宽视野、共焦和光片显微镜。使用镜面物镜可对不同介质中的大型、透明样品进行成像。
Imaging large, cleared samples requires microscope objectives that combine a large field of view (FOV) with a long working distance (WD) and a high numerical aperture (NA). Ideally, such objectives should be compatible with a wide range of immersion media, which is challenging to achieve with conventional lens-based objective designs. Here we introduce the multi-immersion ‘Schmidt objective’ consisting of a spherical mirror and an aspherical correction plate as a solution to this problem. We demonstrate that a multi-photon variant of the Schmidt objective is compatible with all homogeneous immersion media and achieves an NA of 1.08 at a refractive index of 1.56, 1.1-mm FOV and 11-mm WD. We highlight its versatility by imaging cleared samples in various media ranging from air and water to benzyl alcohol/benzyl benzoate, dibenzyl ether and ethyl cinnamate and by imaging of neuronal activity in larval zebrafish in vivo. In principle, the concept can be extended to any imaging modality, including wide-field, confocal and light-sheet microscopy. Imaging of large, cleared samples in diverse media is achieved using a mirror objective.
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