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超高分辨率顯微鏡

產品名稱:蔡司Elyra 7 with Lattice SIM

產品簡介:快速、溫和、靈活的超高分辨率顯微鏡3D成像系統

您在進行生命科學研究時通常需要測量、量化并理解樣品的全部細節和亞細胞結構。科學家可能需要研究組織、細菌、亞細胞結構、神經元、活細胞或固定細胞等。

Elyra 7 的 Lattice SIM技術超越了傳統顯微鏡的衍射極限,可對您的樣品進行超高分辨率成像。您需要研究大視野范圍、3D、長時間且多種顏色條件下活細胞樣品的快速動態過程。Elyra 7采用全新Lattice SIM技術將結構照明顯微成像(SIM)提升到一個新的水平。更高的光效率讓您觀察到低光毒性的超高分辨率成像,每秒可高達255幀,您將可以迅速獲取觀察數據。

Elyra 7可以讓您將Lattice SIM與單分子定位顯微鏡(SMLM)相結合,使用PALM、dSTORM和PAINT等技術。您可在橫向分辨率低至20 nm的成像中自由標記。高功率激光器可以讓您輕松對樣品進行從綠到紅各種成像處理。

Elyra 7十分靈活:您可以采用各種對比技術,并將其與光學切片技術相結合。還可以采用Apotome模式快速對3D樣品進行光學切片。Elyra 7還與掃描電鏡在關聯工作流程中無縫對接。

 


Lattice SIM – 快速、低光毒性的超高分辨率顯微鏡成像系統

您可采用創新型Lattice SIM技術發現更多細節,還可以量化大視野范圍中精細的亞細胞結構。系統光效率上的突破使活細胞樣本快速、溫和的超高分辨率成像成為可能。Elyra 7在高Z軸分辨率、大體量的3D快速成像方面脫穎而出。無論是二維還是三維,采用較低的激光功率對樣品進行照射,您可以將光損傷降到最低,從而觀察到細胞快速動態過程,如囊泡傳輸、胞膜邊緣波動和信號傳導。

U2Os細胞表達mEmerald-GFP標記的內體轉運標記物(Rab5a)和tdTomato標記的高爾基體和高爾基體相關的轉運標記物。

經優化的定位顯微鏡

單分子定位顯微鏡(SMLM)可用于觀察固定和活細胞樣品中的分子結構。您可以對分子進行計數,理解單個蛋白質在結構環境中的排列方式。Elyra 7的SMLM模塊具備3D大體量的分子級分辨率和強大的圖像處理算法。借助其高效的雙相機檢測和可見光譜范圍內的高功率激光譜線,您可以自由選擇染料和標記進行實驗。

 

非洲爪蟾A6細胞(腎上皮細胞),采用SMLM成像。用Alexa Fluor 647標記Gp120,一種具有八倍對稱性的核孔復合蛋白。

自由設計實驗

無論過去還是將來,Elyra 7都可以為您的實驗選擇提供優異的成像技術組合。根據您現在所需,選擇Lattice SIM、SMLM或兩者組合;隨著您的需求逐漸增多,擴展您的系統。Elyra 7不僅僅是一款性能強大的超高分辨率顯微鏡,還是一個靈活的活細胞成像系統。您可以選用空間和時間上與您的應用匹配的分辨率。通過一系列附加項隨時升級您的系統。或使用ZEN成像軟件和關聯3D超高分辨率顯微鏡工作流程,將您的數據與成像模式互補結合。

ZEISS ZEN Shuttle & Find with Elyra 7 and GeminiSEM

蔡司ZEN Shuttle&Find與Elyra 7和GeminiSEM


技術原理

Lattice SIM

Elyra 7采用的Lattice SIM具有高光效率,擴大了快速超高分辨率采集的界限,將對樣品的影響降到最低。Lattice SIM可進行光學切片,獲得2倍于衍射極限的分辨率(xy為120 nm,z為300 nm)。Elyra 7在可見光譜范圍內可以提供優異的圖像質量和分辨率,并具有大視野。Lattice SIM可幫助您提高圖像采集速度。將采集速度提高三倍,或提高2D幀率,最高可達255幅/秒。Elyra 7可以在空間分辨率和幀速率上與您的所有需求精確匹配。Lattice SIM可快速成像,讓您長時間進行觀察,而不會影響分辨率。

捕獲快速動態

Lattice SIM可高速成像,觀察超高分辨率過程。

Lattice SIM:U2Os細胞表達mEmerald-GFP標記的內體轉運標記物(Rab5a)和tdTomato標記的高爾基體和高爾基體相關的轉運標記物。以> 200fps的幀率獲取圖像,加速檢測。

溫和的超高分辨率成像

降低樣本光毒性,仍可捕獲所有細節,彩色成像。

Lattice SIM:在U2Os細胞中的Tomm20-mEmerald和EB3-tdTomato同時同步成像,幀率>大于1400張幀。

了解全部細節

在不同物鏡、不同波長的條件下,都可以達到優異的分辨率。

蓋玻片上小鼠睪丸的聯會絲復合體。Sycp1用Alexa Fluor 488(綠色)標記,Sycp3用Alexa Fluor 568(品紅色)標記。樣本:由德國維爾茨堡大學的M. Spindler和R. Benavente提供。

Lattice SIM的工作原理

在傳統SIM中,對樣品區域進行照明,并且隨著光柵方向和位置的變化成像。光柵結構干擾樣本結構,產生莫爾條紋。它們包含高頻信息,即高分辨率信息,轉換為可由光學系統解析的低頻信號。采集之后,獲得的圖像在所有三個維度上具有兩倍的分辨率,并且可以重構。

在Lattice SIM中,采用晶格圖案而非光柵對樣品區域進行照明。晶格圖案可使圖像對比度更高,圖像重構處理更高效。采樣效率比傳統SIM高2倍。因此,可降低光毒性。

提高的光效率可以為您提供更高的圖像質量,并且以低光毒性、快速成像。

觀看視頻,快速對比傳統SIM和Lattice SIM技術

單分子定位顯微鏡

單分子定位顯微鏡(SMLM)采用PALM、dSTORM和PAINT等技術。憑借可見光譜中的高功率激光和雙攝像頭檢測,Elyra 7能夠讓研究人員獲得各種染料、標記物和熒光團。Elyra 7可在大視野范圍和高Z軸分辨率下實現精度一致的量化。可對整個細胞進行3D分子級采集。

解析分子結構

SMLM幫助您獲得單個蛋白分子的精確位置。

SMLM:A6細胞八倍對稱性 的核孔復合體。
SMLM:A6細胞八倍對稱性 的核孔復合體。

確定分子間的關系

檢測具有分子精度的兩個通道。

SMLM:α微管蛋白用Alexa 555標記,β微管蛋白用Alexa 488標記。
SMLM:α微管蛋白用Alexa 555標記,β微管蛋白用Alexa 488標記。

捕獲三維信息

解析z軸分子關系。

SMLM: 使用Elyra 7,單次采集即可獲得z深度為1.4微米的成像。
SMLM: 使用Elyra 7,單次采集即可獲得z深度為1.4微米的成像。

SMLM 工作原理

在SMLM中,可在各種熒光成像模式之間切換,使得在單點擴散函數(PSF)內只有一個處于開啟狀態。這使您可以確定其位置中心,其定位精度遠遠超過PSF本身。一旦記錄,分子就轉變關閉狀態。例如,通過光漂白一次又一次地重復激活/失活的循環,直到捕獲所有分子。

在新圖像中定位,創建超高分辨率圖像。如果PSF形狀編碼為z位置,則該方法也適用于3D。在橫向20至30nm和軸向50至80nm范圍內達到分辨率。

使用Elyra 7,高功率、可覆蓋整個可見光譜的激光譜線,讓您可以自由選擇適合您實驗的染料。

PALM的基本原理。移動滑塊查看此技術的工作原理。

使用Apotome模式進行快速光學切片

所面臨的挑戰:使用寬場系統進行活細胞成像通常會導致失焦模糊或背景信號。這會降低圖像的對比度和分辨率。Elyra 7的Apotome模式使用結構照明為您進行快速光學切片,對比度清晰,橫向和軸向分辨率高。

Apotome 模式工作原理

光柵圖案用于照亮和快速調制顯微鏡焦平面的熒光信號。在獲取不同位置的五個光柵圖像后,ZEN成像軟件將這些幀組合成一個圖像,該圖像僅包含焦平面的光學信息。全新Apotome模式幫您以高對比度和分辨率實現快速溫和的活細胞成像。

或者,您可以使用新的光學切片速度來提高大樣本區域或大體量的采集率。

青霉素自發熒光。Apotome模式允許使用422層z-stack進行對90×90×50μm的區域進行成像。

COS-7 cells. Maximum intensity projection of 66 sections.

COS-7細胞。 66層z-stack的最大強度投影。用Alexa 488(綠色)染色的微管和用Alexa 568(紅色)染色的肌動蛋白。Apotome模式可進行同步雙色采集。


Lattice SIM:長時間觀察細胞,不會影響您的樣品。U2Os細胞表達mEmerald-GFP標記的內體轉運標記物(Rab5a)和tdTomato標記的高爾基體和高爾基體相關的轉運標記物。30分鐘內進行同步雙色采集。

Lattice SIM:高分辨率呈現整個細胞結構環境中的所有細節。Cos7細胞表達EB3-tdTomato。樣品由德國維爾茨堡大學M. Sauer提供。

Lattice SIM:在沒有光漂白的情況下解析快速動態。U2Os細胞表達Lifeact-9(標記肌動蛋白)和EB3-mEmer-ald-GFP(微管生長端標記)。以雙通道同步拍攝的100張圖像。EB3和Lifeact在幾分鐘的運動過程中幾乎沒有明顯的光漂白。

Lattice SIM:觀察全部細節。用鬼筆環肽標記的肌動蛋白。寬場圖像(左)和Lattice SIM圖像(右),Lattice SIM的分辨率提高兩倍。

Lattice SIM:小鼠腦切片中Thy1-GFP神經元的大體量3D圖像。在組織切片內獲得A~20μm的z-stack。樣品由德國慕尼黑德爾納實驗室提供。

Lattice SIM: 3D image of microtubules, color coded for depth.

Lattice SIM:微管的3D圖像,顏色編碼為深度。

SMLM: 3D PAINT image of mitochondrial membranes in BSC1 (kidney epithelial cells)

SMLM:BSC1(腎上皮細胞)中線粒體膜的3D PAINT圖像。使用Ultivue-I2-650成像鏈標記外膜蛋白TOM 20。寬場圖像。

SMLM: 3D PAINT image of mitochondrial membranes in BSC1 (kidney epithelial cells).

SMLM:BSC1(腎上皮細胞)中線粒體膜的3D PAINT圖像。使用Ultivue-I2-650成像鏈標記外膜蛋白TOM 20。3D PAINT圖像的z軸深度信息顏色編碼。

SMLM:BSC1(腎上皮細胞)中線粒體膜的3D PAINT圖像。使用Ultivue-I2-650成像鏈標記外膜蛋白TOM 20。


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