Light sheet microscopy (LSM) is a new technique that is gaining importance in life sciences. The TFG consist in designing, building, characterizing and testing a new type of LSM.

Microscopy has revealed an astonishing new world that was previously invisible to our eyes. Unfortunately, we still have very little knowledge of how life actually works, and for that reason new powerful microscopy techniques have to be developed. The Super Resolution Light Microscopy & Nanoscopy Facility (SLN) led by Dr. Pablo Loza-Alvarez at The Institute of Photonic Sciences (ICFO) is equipped with front-end microscopy techniques that are able to operate a step beyond the commercial state of the art. However, there is a need to incorporate a microscope capable of acquiring fast three-dimensional images of large microscopic samples. One option to fulfil this need, is the implementation of a new light sheet fluorescence microscope, which must be robust and user-friendly for non-specialist users. Light sheet fluorescence microscopy is a relatively new technique that has grown in popularity in the life sciences since its invention, becoming eventually the Nature Method of the Year 2014. Still, it has a great potential to keep advancing. Its ability to image many cells simultaneously within large samples, opens up the possibility of imaging whole organs of small animals such as living hearts, developing embryos and functioning brains. Understanding the global and mysterious properties of the human brain is one of the greatest challenges facing 21st century science, and light sheet fluorescence microscopy can play an important part in it. This technique has already become one of the major imaging tools used to produce dynamic pictures of the brain in The White House BRAIN Initiative, which is aimed at the understanding and cure of devastating diseases such as Alzheimer, Parkinson and Epilepsy. In this work, I will describe the design, implementation and test of the routine light sheet fluorescence microscope that I built in the SLN Facility at ICFO. It is designed to image entire clarified mouse brains but also to provide enough flexibility to image a wide range of large biological samples.

La microscopia nos ha revelado un nuevo mundo sorprendente que antes era invisible a nuestros ojos. Desafortunadamente, aún conocemos muy poco sobre cómo funciona la vida y por este motivo se tienen que desarrollar nuevas técnicas de microscopia más potentes. La Super Resolution Light Microscopy & Nanoscopy Facility (SLN) dirigida por el Dr. Pablo Loza-Alvarez en el Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) está equipada con tecnologías punteras de microscopia capaces de trabajar un paso más allá de los mejores microscopios comerciales. Sin embargo, hay la necesidad de incorporar un microscopio capaz de adquirir con rapidez imágenes tridimensionales de grandes muestras microscópicas. Una opción para llenar este vacío es la implementación de un nuevo microscopio de fluorescencia de hoja de luz, el cual tiene que ser robusto y fácil de utilizar por usuarios no especialistas. La microscopia de fluorescencia de hoja de luz es una técnica relativamente nueva que des de su invención ha ganado popularidad entre los investigadores en ciencias de la vida, llegando finalmente a ser nombrada método del año 2014 por la prestigiosa revista Nature. Sin embargo, aún tiene un gran potencial para seguir avanzando. Su habilidad para visualizar simultáneamente muchas células de grandes muestras abre la posibilidad de conseguir imágenes de órganos enteros de pequeños animales en funcionamiento como por ejemplo corazones, embriones o incluso cerebros. Comprender las propiedades misteriosas del cerebro humano es uno de los mayores retos a los que se enfrenta la comunidad científica del siglo XXI, y la microscopia de fluorescencia de hoja de luz puede jugar un papel muy importante en ello. Esta técnica se ha convertido en una de las herramientas más relevantes a la hora de adquirir imágenes dinámicas del cerebro en la BRAIN Initiative de la Casa Blanca. Éste es un proyecto a gran escala enfocado a entender y curar enfermedades tan devastadoras como lo son el Alzheimer, el Parkinson o la Epilepsia. En este trabajo describiré el diseño, la implementación y test del microscopio de fluorescencia de hoja de luz que he construido a la SLN Facility de ICFO. Ha sido diseñado para obtener imágenes de cerebros de ratón clarificados, pero también para tener suficiente flexibilidad para visualizar una gran variedad de grandes muestras biológicas.

La microscòpia ens ha revelat un nou món sorprenent que abans ens era invisible als ulls. Desafortunadament, encara coneixem molt poc sobre com funciona la vida i per aquest motiu s’han de desenvolupar noves tècniques de microscòpia més potents. La Super Resolution Light Microscopy & Nanoscopy Facility (SLN) dirigida pel Dr. Pablo Loza-Alvarez a l’Institut de Ciències Fotòniques (ICFO) està equipada amb tecnologies punteres de microscòpia capaces de treballar un pas més enllà dels millors microscopis comercials. Tanmateix, hi ha la necessitat d’incorporar un microscopi amb la capacitat d’adquirir amb rapidesa imatges tridimensionals de grans mostres microscòpiques. Una opció per cobrir aquesta mancança és la implementació d’un nou microscopi de fluorescència de full de llum, el qual ha de ser robust i fàcil d’utilitzar per usuaris no especialistes. La microscòpia de fluorescència de full de llum és una tècnica relativament nova que des de la seva invenció ha guanyat popularitat entre els investigadors en ciències de la vida, arribant finalment a ser distingida com a mètode de l’any 2014 per la prestigiosa revista Nature. Tot i això, encara té un gran potencial per seguir avançant. La seva habilitat per visualitzar simultàniament moltes cèl·lules de grans mostres, obra la possibilitat d’aconseguir imatges d’òrgans sencers de petits animals en funcionament com ara cors, embrions o fins i tot cervells. Comprendre les propietats misterioses del cervell humà és un dels majors reptes a que s’enfronta la comunitat científica del segle XXI i la microscòpia de fluorescència de full de llum pot desenvolupar-hi un paper molt important. Aquesta tècnica s’ha convertit també en una de les eines més rellevants per adquirir imatges dinàmiques del cervell en la BRAIN Initiative de la Casa Blanca. Aquest és un projecte a gran escala que està enfocat a entendre i curar malalties tan devastadores com ara l’Alzheimer, el Parkinson o l’Epilèpsia. En aquest treball descriuré el disseny, la implementació i test del microscopi de fluorescència de full de llum que he construït a la SLN Facility de ICFO. Ha estat dissenyat per adquirir imatges de cervells de ratolí clarificats, però també per tenir prou flexibilitat per visualitzar una gran varietat de grans mostres biològiques.