一种用于行为学研究的可调节高分辨率成像系统 果蝇 成年人

由于体型较小，果蝇难以进行成像观察。本方法通过使用体视显微镜，展示对果蝇行为和形态的成像技术。该方案既可用于科学研究，也可用于教学。

演示该实验操作的是在我的指导下进行科研训练的本科生李彤和翁雨佳。首先，使用一个约17×22毫米的半透明塑料瓶盖，或从5毫升移液器吸头较粗的一端切下一段17毫米长的部分，制作果蝇行为观察室（FBOC）。将1%琼脂倒入FBOC中，以调节其深度。

如果需要在FBOC中放置食物，则倒入琼脂至12毫米深度。如果不需要在FBOC中放置食物，则将琼脂倒入至5毫米深度，以便更方便地追踪果蝇的位置。若使用移液器吸头制作FBOC，将截断的移液器吸头部分置于35毫米或60毫米的培养皿中。

将1%琼脂凝胶倒入培养皿中，厚度约为五毫米，等待琼脂凝固并密封FBOC底部。然后将琼脂凝胶倒入FBOC中，直至达到所需厚度。使用与FBOC相同直径的钻头，在一块乙胺泡沫板中央钻一个深10毫米的孔，制成FBOC底座。

将FBOC插入孔中。根据观察目的，如有需要，使用酵母培养基、人工饲料或纯蔗糖或葡萄糖制备果蝇食物。为了直观判断果蝇是否进食，可将食用染料加入食物中，终浓度为每100毫升12.5毫克。

将制备好的食物倒入培养皿中，高度为八毫米。待凝固后，将食物放在画有矩形的纸上，按照矩形切割食物，然后将其置于一块塑料片上，切割成四棱锥或四棱台形，以便在果蝇降落到食物上时从不同角度记录其行为。剪下一小块塑料片，用镊子将塑料片和食物一起放置于FBOC的中心位置。

将1%琼脂凝胶倒入干净的空瓶中，厚度为1-2厘米，在室温下放置1-2小时。将果蝇转移至瓶中，并在25摄氏度下放置36小时或更长时间。用碎冰冷却并使果蝇失活，在冰袋上进行分选，并按照先前所述方法将其转移至FBOC中。

将果蝇转移至FBOC后，用30-40毫米的紫外或透明滤光片覆盖，以形成FBOC复合体。将FBOC复合体置于体视显微镜下进行观察。照亮FBOC。

将微型LED视频灯安装到闪光灯热靴支架上，并将灯放置在FBOC的左右两侧。打开灯光，将色温设置为5,000至5,600开尔文，亮度设置为100%。打开LED视频灯，并调节体视变焦显微镜，直至肉眼可清晰看到FBOC的边缘。将FBOC移至视野中央。

将万向望远镜数码相机适配器的夹子固定在体视显微镜的一个目镜上。然后通过交替旋紧相机安装螺丝和相机固定螺丝，将紧凑型数码相机牢固地安装到适配器上。打开数码相机，调节水平/垂直微调旋钮，直至在相机液晶屏的明亮圆形视野中央清晰显示出FBOC边缘。

将模式转盘旋转至光圈优先自动模式。按下多重选择器上的对焦模式按钮，选择微距近摄模式，然后按下 OK 按钮。将变焦开关从广角端移至长焦端，并放大圆形图像，直至其中心部分充满整个 LCD 屏幕。

按下录像按钮，开始记录果蝇行为。调节显微镜的焦距旋钮，直至FBOC中的果蝇清晰可见。选择感兴趣的果蝇行为进行观察或视频记录。

转动变焦旋钮以放大或缩小，达到观察或视频记录所需的放大倍数。通过紫外滤光片拍摄的代表性照片清晰锐利，与未覆盖培养管时拍摄的照片非常相似。通过培养皿玻璃拍摄的照片质量很差，部分模糊。

此处展示的是从视频记录中截取的照片，显示了果蝇身体各部位的细节。由于相机连接到变焦体视显微镜，因此通过变焦系统非常容易实现从全景到特写镜头的拍摄。采用本方案，可对果蝇行为进行观察和记录，并从多个视角进行回放分析。

例如，雌蝇在产卵过程中会持续用后足摩擦产卵器。这一产卵行为的细节从侧面无法清晰观察。通过这种简单且经济的方法，我们可以完整记录果蝇行为与形态的全景或特写，获得高质量的视频或照片。