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技術(shù)實(shí)操丨從“開窗”到“探境”:GRIN Lens植入術(shù)引領(lǐng)深層腦觀測新階段

閱讀:90      發(fā)布時間:2025-12-29
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在上一期教程中,我們?yōu)樾∈蟠竽X成功“開了一扇窗",掌握了在皮層表面建立穩(wěn)定顱窗的技術(shù),為實(shí)時觀測大腦皮層的活動奠定了基礎(chǔ)。

在成功“打開"大腦皮層這扇窗之后,我們的探索將向更深處進(jìn)發(fā)。當(dāng)研究目標(biāo)指向海馬、丘腦等深層核團(tuán)時,需要一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)將成像視野精準(zhǔn)導(dǎo)入——GRIN Lens植入術(shù)。

作為“雙光子熒光成像小鼠制備手術(shù)"的第二篇,本文將系統(tǒng)講解術(shù)前準(zhǔn)備、GRIN Lens固定與植入、頭件安裝等流程。掌握這一技術(shù),您將能為深部腦區(qū)的在體、長時程高清成像奠定堅實(shí)基礎(chǔ),從而拓展神經(jīng)環(huán)路的觀測維度。




溫馨提示


考慮到您的觀看感受,我們對部分手術(shù)畫面進(jìn)行了柔和處理,請放心觀看。




術(shù)前準(zhǔn)備

PART 01

  1. 手術(shù)器械:兩把精細(xì)鑷、一把雙頭微型刮鏟、一把彈簧剪。

  2. 實(shí)驗(yàn)耗材:準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需耗材,配制含 1% 頭孢曲松鈉的生理鹽水。

  3. 器械消毒:術(shù)中所有使用的器械或植入物使用前需消毒處理,可以用 75% 乙醇消毒,有條件的可以定期高壓滅菌。

  4. 手術(shù)臺消毒:手術(shù)臺使用前應(yīng)用 75% 乙醇擦拭消毒,手術(shù)臺應(yīng)墊無菌布、干凈的吸收墊或毛巾,每次手術(shù)結(jié)束后須更換這些材料。

技術(shù)實(shí)操丨從“開窗
技術(shù)實(shí)操丨從“開窗


PART 02


麻醉、固定

  1. 將小鼠放入麻醉劑倉室內(nèi)進(jìn)行誘導(dǎo)麻醉,氣體流量與麻醉刻度根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的氣麻機(jī)設(shè)置。當(dāng)小鼠出現(xiàn)明顯呼吸減慢、四肢放松,則表明小鼠已進(jìn)入麻醉狀態(tài)。

  2. 將麻醉后的小鼠固定于腦立體定位儀上,并維持麻醉,在手術(shù)過程中時刻注意觀察小鼠呼吸。

技術(shù)實(shí)操丨從“開窗
技術(shù)實(shí)操丨從“開窗



脫毛

PART 03

  1. 將紅霉素眼膏均勻涂抹于小鼠眼部,用量應(yīng)完全覆蓋小鼠眼部,使眼部不暴露在外。

  2. 使用醫(yī)用棉簽蘸取脫毛膏,逆著毛發(fā)生長的方向均勻涂抹于毛發(fā)根部,約2分鐘用棉簽擦拭脫去頭部毛發(fā)。

  3. 使用醫(yī)用棉簽蘸取生理鹽水,將小鼠頭部殘留的脫毛膏清洗干凈。

  4. 使用碘伏擦拭清潔脫完毛的皮膚。

技術(shù)實(shí)操丨從“開窗
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PART 04


暴露并清理顱骨

  1. 使用彈簧剪剪去小鼠頭皮,充分暴露顱骨區(qū)域。

  2. 將所暴露顱骨上的黏膜和兩處肌肉連接處多余脂肪全部剝?nèi)ァ?/span>

  3. 使用微型雙頭刮鏟刮除顱骨表面殘余黏膜、結(jié)締組織等。

  4. 持洗耳球,將顱骨表面吹至完全干燥。

技術(shù)實(shí)操丨從“開窗
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打孔

PART 05

  1. 以病毒注射孔或定位位點(diǎn)為中心進(jìn)行擴(kuò)孔,擴(kuò)孔尺寸比 GRIN Lens 直徑稍大,保證透鏡能順利植入。

  2. 將顱骨鉆速度調(diào)至低檔,持顱骨鉆輕輕打磨,使用洗耳球輕輕吹去碎屑,重復(fù)此操作直至打磨至硬腦膜。

技術(shù)實(shí)操丨從“開窗


PART 06


挑碎骨屑

  1. 使用精細(xì)鑷將植入孔周圍碎骨片完全挑出。

  2. 持精細(xì)鑷將硬腦膜慢慢地揭開。

技術(shù)實(shí)操丨從“開窗
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固定GRIN Lens

PART 07

  1. 準(zhǔn)備內(nèi)徑比 GRIN Lens 直徑稍大的毛細(xì)玻璃管,將 GRIN Lens 的一端和毛細(xì)管的結(jié)合位點(diǎn)用502膠水粘住,等待膠水干燥后觀察 GRIN Lens 和毛細(xì)管是否保持相對水平,防止插入角度產(chǎn)生偏差,并觀察連接是否水平。

  2. 將粘住 GRIN Lens 的毛細(xì)管安裝到夾持器上。

  3. 將 GRIN Lens 的夾持器安裝在立體定位儀上,重新進(jìn)行調(diào)平定位。

技術(shù)實(shí)操丨從“開窗
技術(shù)實(shí)操丨從“開窗
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PART 08


植入GRIN Lens

  1. 植入 GRIN Lens,緩慢降至目標(biāo)腦區(qū)上方后停10分鐘,待組織回彈。

  2. 使用生物組織膠填充至植入的 GRIN Lens 與顱骨間的縫隙,并將生物組織膠在顱骨上涂滿一層以隔絕顱骨與外部環(huán)境,避免后續(xù)操作對小鼠顱骨的刺激。待生物膠干透后,再涂一層406膠水。

  3. 等待406膠水干透后,使用502膠水溶解混勻牙科水泥,使用牙科水泥圍繞 GRIN Lens 對暴露的顱骨進(jìn)行薄薄一層均勻的覆蓋,用于初步固定GRIN Lens,等待牙科水泥固化。  

技術(shù)實(shí)操丨從“開窗
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安裝頭件

PART 09

  1. 等待牙科水泥固化后,使用制備好的槍尖向毛細(xì)玻璃管內(nèi)注射解膠劑(如丙酮),溶解 GRIN Lens 和毛細(xì)管之間的502膠水后,可以升高夾持器,將毛細(xì)玻璃管與 GRIN Lens 分離。

  2. 用牙科水泥將頭件粘貼在小鼠顱骨之上,頭件中心對齊 GRIN Lens 植入點(diǎn)。使用牙科水泥充分覆蓋暴露的 GRIN Lens 以及端面。

  3. 取下小鼠,用牙科水泥充分填補(bǔ)與頭件之間的縫隙或連接薄弱處,加強(qiáng)頭件穩(wěn)固性。

  4. 等待牙科水泥干透后,把小鼠放入保溫箱,等待小鼠蘇醒。

技術(shù)實(shí)操丨從“開窗
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PART 10


術(shù)后護(hù)理

  1. 為動物提供良好的生存條件,建議單籠飼養(yǎng),并將飼料撒在籠內(nèi),避免動物攝食或打架時摩擦碰撞頭件,導(dǎo)致視野偏移或頭件掉落。

  2. 術(shù)后1-7天,對動物腹腔注射頭孢曲松鈉溶液,每日1次。


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