Raddoppio del limite di risoluzione convenzionale per imaging time-lapse di cellule vive.
Il microscopio a Super Risoluzione N-SIM utilizza un esclusivo sistema di illuminazione strutturato ad alta velocità per raggiungere velocità di acquisizione fino a 15 fps, permettendo di catturare processi biologici veloci al doppio della risoluzione spaziale dei microscopi ottici convenzionali (fino a 115nm in XY) . La combinazione di N-SIM S e di un microscopio confocale offre la flessibilità di selezionare una posizione nell'immagine confocale e passare alla super risoluzione per visualizzare la parte desiderata della posizione nei minimi dettagli.
Caratteristiche principali
Imaging a super risoluzione ad alta velocità a 15 fps
Il nuovo sistema di illuminazione strutturata ad alta velocità di Nikon utilizza una nuova tecnologia di modulazione del pattern per generare una commutazione rapida e precisa dei pattern di illuminazione. N-SIM S raggiunge velocità di acquisizione incredibili (fino a 15 fps*), consentendo l'imaging time-lapse a super-risoluzione di cellule vive e dinamiche intracellulari.
* modalità 2 D-SIM, 512 x 512 pixel, tempo di esposizione 2 msec
Imaging di cellule vive con il doppio della risoluzione rispetto ai microscopi ottici convenzionali
N-SIM S utilizza l'approccio innovativo di Nikon alla tecnologia di Microscopia a Illuminazione Strutturata. Associando questa potente tecnologia con i famosi obiettivi Nikon, che raggiungono un'apertura numerica impareggiabile di 1,49, la N-SIM S quasi raddoppia (a circa 115 nm *) la risoluzione spaziale dei microscopi ottici convenzionali, consentendo una visualizzazione dettagliata delle strutture intracellulari minute e le loro interazioni.
* Questo valore è la misura FWHM di sfere da 100 nm eccitate con un laser a 488 nm in modalità 3D-SIM. Nella modalità TIRF-SIM, si ottengono 86 nm utilizzando sfere da 40 nm eccitate con un laser a 488 nm.
Passaggio automatico tra le modalità di illuminazione
La tecnologia di illuminazione strutturata ad alta velocità di recente sviluppo non solo consente velocità di acquisizione elevate ma anche il passaggio automatico tra le modalità di illuminazione e l'ottimizzazione automatizzata di schemi di illuminazione strutturati per diverse lunghezze d'onda e ingrandimenti. L’ampiamento dell’automazione consente l'imaging veloce TIRF-SIM a 2 colori e il multiplexing di diverse modalità SIM. N-SIM S offre flussi di lavoro semplificati e facili da usare, sia per esperimenti di imaging mono che multi-modale.
Acquisizione di campi di vista più ampi
N-SIM S può acquisire immagini in super-risoluzione per un ampio campo visivo di 66 μm quadrati. Questa area di imaging più ampia consente un rendimento molto elevato per applicazioni/campioni che beneficiano di campi visivi più ampi, come i neuroni, riducendo la quantità di tempo e sforzo necessari per ottenere i dati.
Varie modalità di osservazione
Modalità TIRF-SIM/2D-SIM
Questa modalità cattura immagini 2D in super-risoluzione ad alta velocità con un contrasto incredibile. La modalità TIRF-SIM consente l'osservazione a fluorescenza riflessa interna totale a una risoluzione doppia dei microscopi TIRF convenzionali, facilitando una maggiore comprensione delle interazioni molecolari sulla superficie cellulare.
Modalità 3D-SIM
La modalità 3D-SIM genera schemi di illuminazione strutturati in tre dimensioni per offrire un duplice miglioramento nelle risoluzioni assiali e laterali. Sono disponibili due metodi di ricostruzione ("slice" e "stack") per ottimizzare i risultati in base ai requisiti dell'applicazione (ad esempio spessore del campione, velocità, ecc.). La ricostruzione “slice” è adatta per l'imaging a profondità specifiche di cellule vive, in quanto consente l'imaging assiale in super risoluzione con sezionamento ottico a una risoluzione di 300 nm. La ricostruzione “stack”, basata sulla teoria di Gustafsson, è adatta per l'acquisizione di dati di volume in quanto può visualizzare campioni più spessi con un contrasto maggiore rispetto alla ricostruzione “slice”.
Imaging simultaneo a due canali
L'imaging simultaneo a due colori è possibile grazie all'utilizzo di un Adattatore di Aquisizione per due Telecamere opzionale * e di due fotocamere sCMOS.
* Hamamatsu Photonics K.K.
Immediately before drug application | 10 minutes after |
20 minutes after | 30 minutes after |
Growth cone of NG108 cells. Fascin (green): GFP-Fascin, Actin (red): LifeAct-KO Objective Lens : CFI SR HP Apochromat TIRF 100xC oil
Using image splitting optical system, dual color time-lapse images were captured after application of drug solution. The time course was recorded that fascin was dissociated from the actin bundles and filamentous actin changed their pattern. Co-localization of fascin and actin and dissociation of fascin were well demonstrated. Optic aberrations and image distortion were adjusted to be less than 30 nm.
Movie courtesy of: Dr. Minami Tanaka, Dr. Kaoru Katoh, Biomedical Research Institute Molecular Neurobiology Group, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
Passaggio senza interruzioni tra le modalità di imaging per esperimenti su più scale
Il N-SIM S può essere combinata simultaneamente con un microscopio confocale come AX/AX R. Una posizione desiderata in un campione può essere specificata in un'immagine confocale a basso ingrandimento/grande FOV e acquisita in super-risoluzione semplicemente cambiando il metodo di imaging. La combinazione di un microscopio confocale con un sistema a super risoluzione può fornire un metodo per ottenere viste contestuali più ampie di informazioni in super risoluzione.
Obiettivi per microscopi a super risoluzione
Obiettivi a immersione in silicone
Gli obiettivi di immersione in silicone utilizzano come liquido di immersione un olio di silicone ad alta viscosità con un indice di rifrazione vicino a quello delle cellule vive. Grazie a questa migliore compatibilità dell'indice di rifrazione, questi obiettivi possono fornire una migliore capacità e risoluzione della raccolta di fotoni quando si esegue l'imaging a super-risoluzione più in profondità nel campione. Presentano una correzione dell'aberrazione cromatica superiore e un'elevata trasmissione su un'ampia gamma di lunghezze d'onda.
Obiettivi a immersione
Gli obiettivi della serie SR sono allineati e ispezionati utilizzando la tecnologia di misurazione dell'aberrazione del fronte d'onda per garantire l'aberrazione asimmetrica più bassa possibile e le prestazioni ottiche superiori richieste per l'imaging a super-risoluzione. Gli obiettivi del modello HP garantiscono una durabilità dell'eccitazione laser ad elevatissima potenza e una correzione dell'aberrazione cromatica assiale migliorata, eliminando la necessità di cambiare obiettivo tra i sistemi N-SIM S e N-STORM. Gli obiettivi di tipo AC che supportano il Collare di Correzione Automatica del microscopio Ti2-E consentono una regolazione precisa e semplice del collare di correzione.
Obiettivi a secco
N-SIM S è compatibile con obiettivi a secco, rendendo disponibili sia l'imaging a super-risoluzione che l'imaging confocale senza bisogno di cambiare lenti. Obiettivi a secco ad ampio campo visivo e a basso ingrandimento consentono un'osservazione ad alta risoluzione anche alla periferia dei tessuti campione.
* Gli obiettivi a secco supportano 2D-SIM e 3D-SIM (ricostruzione slice)