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分辨率媲美N-SIM的個(gè)人超分辨率顯微鏡N-SIME運(yùn)用結(jié)構(gòu)照明顯微鏡技術(shù),實(shí)現(xiàn)了2倍于傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的空間分辨率(約115nm)

詳細(xì)介紹

 


分辨率媲美N-SIM的個(gè)人超分辨率顯微鏡
     N-SIM E運(yùn)用結(jié)構(gòu)照明顯微鏡技術(shù),實(shí)現(xiàn)了2倍于傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的空間分辨率(約115nm)。作為一套精簡(jiǎn)、經(jīng)濟(jì)的超分辨率系統(tǒng),N-SIM E支持常用的激發(fā)波長(zhǎng)和基本的成像模式,是個(gè)人實(shí)驗(yàn)室的理想選擇。 
 ● 兩倍于傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的高分辨率
        N-SIM E 結(jié)合“結(jié)構(gòu)照明顯微技術(shù)”,并搭配尼康的CFI超分辨率復(fù)消色差TIRF 100x油鏡(NA 1.49),將空間分辨率提升至傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的近2倍(約115nm),可以觀察細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)的微小細(xì)節(jié)以及它們之間的相互作用。
*488nm激光激發(fā),3D-SIM模式
  
超分辨率成像(Slice 3D SIM 模式)                   傳統(tǒng)寬場(chǎng)成像


YFP標(biāo)記的B16黑色素瘤細(xì)胞微管
物鏡:CFI 復(fù)消色差TIRF 100x 油鏡(NA 1.49
成像速度:約1.8/幀(動(dòng)態(tài))
圖片由日本理化研究所定量生物學(xué)中心,細(xì)胞極性調(diào)控實(shí)驗(yàn)室,Yasushi Okada博士提供。
  
  
超分辨成像(Slice 3D SIM 模式)      傳統(tǒng)寬場(chǎng)成像
 
GFP標(biāo)記的活體HeLa細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)
物鏡:CFI 復(fù)消色差TIRF 100x 油鏡(NA 1.49
成像速度:約1.5/幀(動(dòng)態(tài))
圖片由福島醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)院,生物醫(yī)學(xué)研究所,Ikuo Wada博士合作拍攝。
 
 ● 1幀/秒的時(shí)間分辨率,快速超分辨率成像

           N-SIM E實(shí)現(xiàn)高速超分辨圖像獲取,時(shí)間分辨率約1秒/幀,支持活細(xì)胞高分辨成像。

 ● 3D-SIM模式提供Z軸超高分辨率成像

          Slice 3D SIM模式用于300nmZ軸分辨率的光學(xué)斷層超分辨率成像。Stack 3D-SIM模式(選配)用于厚樣品的多層序列超分辨率成像,具有比Slice 3D-SIM模式更高的成像對(duì)比度。

 
 
超分辨成像(Slice 3D SIM 模式)     傳統(tǒng)寬場(chǎng)成像

尼羅紅標(biāo)記的枯草芽孢桿菌細(xì)胞膜(紅色),和GFP標(biāo)記的細(xì)胞分裂蛋白DivIVA(綠色)。超分辨率顯微鏡可以精確定位細(xì)胞分裂過(guò)程中的相關(guān)蛋白。

圖片由紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)細(xì)菌細(xì)胞生物學(xué)中心, Henrik Strahl博士和 Leendert Hamoen 博士提供。

    

   Stack 3D SIM 模式(立體視圖)          Stack 3D SIM模式(投射)

Alexa Fluor 488標(biāo)記小鼠角質(zhì)細(xì)胞中的角蛋白中間纖維。

圖片由德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué),Reinhard Windoffer博士提供。

 ● 3激光多色超高分辨率成像
        N-SIM E專(zhuān)用的緊湊型LU-N3-SIM 激光臺(tái),預(yù)裝了的3個(gè)激光器(488/561/640),可進(jìn)行多色超分辨率成像。用于研究細(xì)胞水平多個(gè)蛋白間相互作用以及動(dòng)態(tài)過(guò)程。 

 ♦ 結(jié)構(gòu)照明顯微鏡原理   

通過(guò)對(duì)覆蓋已知高空間頻率圖案所產(chǎn)生的莫爾紋進(jìn)行分析處理,可從數(shù)學(xué)上恢復(fù)標(biāo)本的亞分辨結(jié)構(gòu)。

     使用高空間頻率的激光干涉照明標(biāo)本,標(biāo)本內(nèi)的亞分辨結(jié)構(gòu)產(chǎn)生莫爾條紋,這些莫爾條紋中包含標(biāo)本經(jīng)過(guò)調(diào)制的亞分辨率結(jié)構(gòu)信息。捕獲莫爾條紋并通過(guò)影像技術(shù)進(jìn)行處理,可復(fù)原未知的樣品信息,實(shí)現(xiàn)超越傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡極限的分辨率。

                                                                                                                              
條紋圖案照明輻射配合一直的空間頻率,能夠獲取莫爾條紋等細(xì)微結(jié)構(gòu)的信息。

 

通過(guò)處理多個(gè)莫爾條紋影像創(chuàng)建超分辨率影像

  在此處理過(guò)程中,捕獲道德莫爾條紋影像包含標(biāo)本內(nèi)微小結(jié)構(gòu)的信息。顯微鏡對(duì)結(jié)構(gòu)照明的多個(gè)相位和方向進(jìn)行捕捉,并從莫爾條紋信息中提取出“超分辨率”信息。然后顯微鏡將此信息以數(shù)學(xué)方式組合到“傅立葉”或孔徑空間中,接著將其轉(zhuǎn)換回影像孔徑,從而產(chǎn)生分辨率兩倍于傳統(tǒng)顯微鏡的影像。

 

 

 使用高頻條紋照明使分辨率翻倍

         高分辨率、高空間頻率信息的捕捉收到物鏡數(shù)值孔徑(NA)的限制,且超過(guò)光學(xué)系統(tǒng)孔徑的結(jié)構(gòu)孔徑頻率被去除(圖A)。

         通過(guò)高頻結(jié)構(gòu)化照明技術(shù)提高樣本亮度,超越傳統(tǒng)的分辨率限制,令樣本中的未知結(jié)構(gòu)清晰可見(jiàn),在光學(xué)系統(tǒng)光圈內(nèi)轉(zhuǎn)顯微鏡不為人知的“超分辨率”信息(圖B)。
         然后此“超分辨率”信息以數(shù)學(xué)形式與物鏡捕捉到的標(biāo)準(zhǔn)信息組合在一起,從而使得NA和光學(xué)系統(tǒng)的分辨率有效翻倍(圖C)。

 

圖A:分辨率受到物鏡NA的限制

圖B:結(jié)構(gòu)照明和標(biāo)本中物鏡無(wú)法分辨出的細(xì)微結(jié)構(gòu)共同作用,產(chǎn)生莫爾條紋

圖C:捕捉到約為NA角度兩倍角度的射線 

  ●超分辨率顯微鏡專(zhuān)用物鏡  

         可配置100x或60x超分辨率專(zhuān)用物鏡,其中100x油鏡適用于固定標(biāo)本的拍攝,而60x水鏡更適合活細(xì)胞長(zhǎng)時(shí)間成像。
         超分辨率物鏡針對(duì)尼康超分辨率顯微鏡設(shè)計(jì)研發(fā),具有的光學(xué)表現(xiàn)。每顆物鏡均經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢查和挑選,具有的光學(xué)相差,確保優(yōu)異的光學(xué)性能。

   CFI SR Plan Apochromat IR 60x WI        CFI SR Apochromat TIRF 100x oil


關(guān)鍵詞:顯微鏡 光學(xué)顯微鏡

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