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超高分辨率共聚焦显微镜在活细胞领域的研究应用

   细胞是生命结构和功能的基本单位,也是生命活动的基本单元。如何对细胞内的微小结构精细成像,捕获微弱的信号,并快速追踪动态过程,是研究人员所需面临的难题。

共聚焦显微镜

  自1846年以来,蔡司共聚焦显微镜在不断地砥砺前行、开拓进取,致力于提供更好的活细胞超高分辨率共聚焦显微镜成像解决方案,提供更前沿的科学工具和方法,助力您揭示微观世界的神奇,一起推动人类的进步。

  来自全球各地的五名科学家分享了蔡司成像解决方案如何助力于他们的研究。

  Tomohiko Taguchi博士

  日本东北大学生命科学研究院细胞器病理生理学实验室

  “利用蔡司共聚焦显微镜LSM 980 with Airyscan,显著减少了样品的光漂白现象。我们可以监测细胞内同一区域中存活时间超过3小时的内质网(ER)和溶酶体的动态变化,而无需对成像分辨率作出牺牲。

  这一特点改进了我们的活细胞成像实验设计:现在我们可以监测从头至尾都呈现相对缓慢动力学的细胞反应,例如,在受到刺激后要经过若干小时才能达到峰值的细胞反应。这正是我们寻求的理想解决方案!”

  Ryan Schulze

  美国梅奥诊所生物化学与分子生物学助理教授

  “我对细胞内脂滴和溶酶体之间的相互作用很感兴趣。蔡司共聚焦显微镜LSM 980 with Airyscan具有出色的分辨率和快速采集速度,便于监测这些微小结构之间的相互作用。”

  Kohki Okabe博士

  日本东京大学药物科学研究生院生物分析化学实验室

  “Airyscan能够揭示细胞器的内部结构,而无需对荧光染料的选择或图像采集的时间作出牺牲,而且也不必进行复杂的图像处理。

  利用常规荧光显微镜研究活细胞内细胞器的内部结构一直是个难题。这些用蔡司共聚焦显微镜Airyscan拍摄的图像显示了COS7活细胞中细胞骨架(肌动蛋白丝)和线粒体的超分辨率荧光成像。”

  Jason D. Vevea

  美国威斯康星大学麦迪逊分校神经科学系Chapman实验室

  “目前有许多超高分辨率技术,但其中大部分都需要固定样品、特殊的荧光标记,以及极慢图像采集速度。我们一直在寻求一种能够很好地进行活细胞成像的设备。这意味着显微镜可以快速获取图像,使用低光照剂量以防止对活细胞或荧光漂白,能使用传统的荧光标记,并且系统易于使用。同时我们还想要一个足够灵敏的系统来获取低水平表达的遗传编码荧光团......

  对我们来说,该系统最大的优势之一是Fast Airyscan模式。我们竟能够如此迅速地对活细胞成像,真是令人难以置信。这正是蔡司技术与众不同之处。

  表达遗传编码的谷氨酸传感器的iGluSnFR神经元采用蔡司Fast Airyscan进行收集。使用Fast模式快速采集图像,可以在更短的时间内分辨出树突棘的细微细节,并获得高质量的图像。

  我们需要对活体细胞进行快速三维成像,以及FRAP实验。

  尽管质膜的内源性荧光水平较低,但用Airyscan Fast进行的FRAP实验还是成功的。这是经过测试的,因为这是我们所有FRAP应用中最困难的。

  FRAP时间序列,大鼠海马神经元质膜的荧光谷氨酸传感器靶向。捕获活细胞的超高分辨率延时图像完全革新了“游戏规则”。最后,我们能够非常轻易地成像HEK293细胞中的ER小管及其与线粒体外膜的相互作用。

  用线粒体OMM转染的HEK 293T细胞标记靶向msGFP,ER腔标记靶向mRuby3。该系统能够清晰成像ER小管,这在这种细胞类型中通常具有挑战性。在大多数细胞中,ER以细管网络的形式存在,使得传统的光学显微镜无法分辨单个小管,而只能观察到ER层面。事实上,许多研究ER的人使用特定细胞系COS-7细胞,因为COS-7 ER网络更多地扩散到细胞周围,这使得研究人员可以对ER小管进行成像。最后,我们能够清晰地成像HEK细胞中的ER小管。”

  Daniel Sutton

  Andrew Groves和Shinya Yamamoto,美国贝勒医学院

  “Airyscan可以让我更容易地看到江氏器的感音管,以评估其形态缺陷。

  江氏器非常小,用普通共聚焦很难获得高分辨率的图像。Airyscan可以让我更容易地看到江氏器的感音管,以评估其形态缺陷。”