Sistema microscópico de superresolución IXplore IX83 SpinSR
El sistema de microscopio IXplore SpinSR, que ha sido desarrollado para un procesamiento rápido de imágenes 3D de súper resolución y de viabilidad celular prolongada en experimentos a intervalos, ofrece una resolución XY de hasta 120 nm sin la necesidad de seguir procedimientos de marcado específicos.
IXplore IX83 SpinSR Sistema microscópico de superresolución
Superresolución confocal para todas las muestras de células vivas
El sistema de microscopio IXplore SpinSR, que ha sido desarrollado para un procesamiento rápido de imágenes 3D de súper resolución y de viabilidad celular prolongada en experimentos a intervalos, ofrece una resolución XY de hasta 120 nm sin la necesidad de seguir procedimientos de marcado específicos.
Superresolución de alta capacidad
Aclare imágenes confocales, usando una resolución XY de hasta 120 nm, con la técnica confocal y la superresolución de Olympus (OSR).
* Imagen: Fibras de estrés de células Hela — tinción de anticuerpos con faloidina-Alexa488 (verde) para actina y Alexa 568 (rojo) para cadena pesada de miosina.
Datos de imagen por cortesía de: Keiju Kamijo,Ph.D. División de Anatomía y Biología celular, Facultad de Medicina, Universidad de Medicina y Farmacología de Tohoku.
Idóneo para muestras vivas
Los algoritmos OSR funcionan en tiempo real para eliminar retrasos causados por el promedio de tramas o la reconstrucción de imágenes, proporcionando de esta manera imágenes instantáneas de súper resolución para obtener sus resultados con mayor rapidez.
Esto permite que la configuración experimental destinada a una superresolución incluya experimentos para células vivas, que mejoran aún más a través de las velocidades de imagen ultrarrápidas y las capacidades de adquisición multicanal del disco giratorio confocal.
| https://adobeassets.evidentscientific.com/content/dam/video/video/library/GFP-EB3atthetipofelongatingmicrotubulesinHeLacell.mp4 |
Proteínas EB3 vinculadas a la parte superior de los microtúbulos que se extienden en las células vivas HeLa. Proteínas EB3 con marcado GFP por transgénesis.*1
Datos de imagen por cortesía de: Kaoru Kato, PhD., Instituto Nacional de Ciencias Industriales Avanzadas e Instituto de Investigación Biomédica
Agilice su investigación
Integre fácilmente el sistema de microscopio IXplore SpinSR en los protocolos experimentales y de muestra existentes. Solo cambie a un campo más amplio, confocal y con superresolución, empleando las mismas muestras con tan solo un clic de botón, y el microscopio se encargará del resto.
Cabe agregar que los datos de imagen pueden ser mejorados aún más con las herramientas analíticas imagen del software cellSens. Los eficientes procesos de trabajo del software permiten que los usuarios administren sus datos y efectúen análisis avanzados para adquirir nuevos conocimientos.
Los algoritmos de deconvolución TruSight están desarrollados para funcionar sin problemas con los algoritmos OSR, evitando así un procesamiento excesivo. Su uso conjunto permite proporcionar imágenes más nítidas y claras a diferencia de un uso individual.
Images on the left:
- Fullscreen
- 1xZoom
- 2xZoom
Revelar detalles con superresolución dentro de muestras
Para observar las estructuras intracelulares, es necesario evitar que la fluorescencia fuera de foco distorsione los datos reales en una imagen final. El sistema de microscopio IXplore SpinSR ha incorporado un sistema óptico confocal, que permite el uso de varios objetivos —como los de aceite de silicona—, lo que permite adquirir imágenes nítidas de superresolución con menos distorsión incluso en el caso de muestras gruesas. Además, no se requieren fluorocromos (o fluoróforos) especiales ni tampones de imágenes, por lo que no es necesario cambiar las muestras o los protocolos de preparación cuando se busca pasar a una superresolución.
| https://adobeassets.evidentscientific.com/content/dam/video/video/library/SpinSR10-3D-time-lapse-of-neuron_480.mp4 |
Imagen en intervalos de neurona primaria de ratón marcada con EGFP después de co-cultivo celular con astrocito por dos semanas. Diferencia fácil de ver entre la espina inmadura (flecha amarilla) y espina madura (flecha azul) y detección del cambio morfológico en función del tiempo. Imagen 3D adquirida en tiempo de exposición de 500ms/fotogramas, en paso Z de 0,15 micrómetros para 41 cortes. Imágenes adquiridas cada 2 minutos durante 1 hora. Imagen 3D mostrada por FV31S-DT.
Datos de imagen por cortesía de: Yuji Ikegaya, PhD.
Laboratorio de Farmacología Química, Facultad de Posgrados en Ciencias Farmacéuticas, Universidad de Tokio
Develar los datos
La función de deconvolución TruSight puede combinarse con el modo de superresolución para proporcionar imágenes más claras y nítidas que aquellas obtenidas usando tan solo la deconvolución. Asimismo, la deconvolución interactiva forzada 3D elimina elementos borrosos en el eje Z para proporcionar una imagen tridimensional más clara.
- Procesamiento de imágenes de alta velocidad con la deconvolución TruSight avanzada
- Compatibilidad de la técnica de deconvolución TruSight con la tecnología de superresolución de Olympus
*Imagen: tejido de riñón de ratón con tinción Alexa488
Imágenes bicolor simultáneas
El sistema IXplore SpinSR puede usar dos cámaras simultáneamente para adquirir rápidamente imágenes de superresolución de localización bicolor. Esto se logra gracias a los fluorocromos existentes y líneas láser.
Huso mitótico en metafase celular*1
Las células HeLa, provenientes de cáncer cervical humano, se fijaron y se tiñeron para α-tublin (microtúbulos, rojo) y Hec1 (kinetochores, verde), respectivamente. El ADN se tiñó con DAPI (cromosomas, azul). Los cromosomas interactúan con los microtúbulos que constituyen el huso mitótico a través de cinetocoros dispuestos en la región centromérica de los cromosomas.
Datos de imagen por cortesía de: Masanori Ikeda y Kozo Tanaka, Departamento Oncológico Molecular, Instituto de Desarrollo, Envejecimiento y Cáncer, Universidad de Tohoku
Complejo de poro nuclear de la célula HeLa
Nup153 (verde: Alexa 488), Nup62(rojo: Alexa 555)
Imagen por cortesía de Hidetaka Kosako, Instituto Fujii Memorial de Ciencias Médicas, Universidad de Tokushima
Referencias
S. Hayashi and Y. Okada, «Ultrafast superresolution fluorescence imaging with spinning disk confocal microscope optics», Mol. Biol. Cell 26(9), 1743–1751 (2015).
S. Hayashi, «Resolution doubling using confocal microscopy via analogy with structured illumination microscopy,» Jpn. J. Appl. Phys. 55(8), 082501 (2016).
A. Nagasawa-Masuda and K. Terai, «Yap/Taz transcriptional activity is essential for vascular regression via Ctgf expression and actin polymerization», PLoS ONE 12(4), e0174633 (2017).
H. Nakajima, et al., «Flow-Dependent Endothelial YAP Regulation Contributes to Vessel Maintenance», Dev. Cell 40(6), 523-536.e6 (2017).
K. Tateishi, et al., «Three-dimensional Organization of Layered Apical Cytoskeletal Networks Associated with Mouse Airway Tissue Development», Sci. Rep. 7, 43783 (2017).
E. Herawati, et al., «Multiciliated cell basal bodies align in stereotypical patterns coordinated by the apical cytoskeleton», J. Cell Biol. 214(5) 571-586 (2016).
M.-T. Ke, et al., «Super-Resolution Mapping of Neuronal Circuitry With an Index-Optimized Clearing Agent», Cell Rep. 14(11) 2718–2732 (2016).
*1 Si bien estas líneas celulares forman parte de las más importantes para la investigación médica, es imperativo reconocer la contribución de Henrietta Lacks a la ciencia que se produjo sin su consentimiento. Esta injusticia, a pesar de haber dado lugar a descubrimientos clave en inmunología, enfermedades infecciosas y cáncer, también ha generado importantes debates sobre la privacidad, la ética y el consentimiento en la medicina.
Para obtener más información sobre la vida de Henrietta Lacks y su contribución a la medicina moderna, haga clic aquí.
http://henriettalacksfoundation.org/
Tecnologías aplicadas
Principio OSR
La tecnología de superresolución Olympus (OSR) proporciona una resolución lateral (XY) por debajo de los 120 nm. Ha sido exclusivamente desarrollada para sacar provecho de los datos de alta frecuencia espacial en las imágenes confocales. Tras su procesamiento, las imágenes finales no solo son más nítidas gracias a una reducción en el tamaño del punto, sino que también pueden resolverse mejor cuando existen estructuras muy juntas.
Procesamiento de imágenes rápido con superresolución y amplio campo de visión
En lugar de escanear laboriosamente el completo campo de visión, el sensor de adquisición de imagen sensible del sistema SpinSR10 captura instantáneas del área completa de una muestra en un solo paso a fin de favorecer un procesamiento de imágenes rápido, que facilita la observación de fenómenos biológicos a alta velocidad. En el modo confocal y de campo amplio, el sistema óptico del microscopio presenta un número de campo (FN) 18 para capturar imágenes a través de un campo de visión más extenso, mientras que las dos cámaras permiten adquirir simultáneamente imágenes bicolores con superresolución.
La tecnología de superresolución Olympus, que se basa en el sistema óptico confocal, ejecuta un seccionamiento óptico para adquirir imágenes claras con superresolución a fin de reducir distorsiones de fondo.
Datos de aplicación por cortesía de: Hatsuho Kanoh, Tomoki Yano, Sachiko Tsukita
Facultad de Posgrados en Biociencias Fronterizas y Facultad de Posgrados en Medicina, Universidad de Osaka
Imágenes brillantes de células vivas con el disco giratorio
El modelo de alta sensibilidad viene equipado con el disco SoRa para poder adquirir imágenes de superresolución más brillantes gracias al disco giratorio dotado de una microlente, que se ubica en el estenopo confocal. Cada estenopo confocal permite obtener imágenes a partir de una potencia láser más baja, lo que reduce el fotoblanqueo y la fototoxicidad en la muestra al mismo tiempo que otorga imágenes brillantes de superresolución.
En microscopios confocales regulares, la formación de imágenes es producto de la función de propagación del punto de iluminación (PSF) y su detección. Si se observa la formación de una imagen en el estenopo a partir de la posición D en el eje óptico, se advierte el producto de la iluminación PSF así como su detección PSF; además, se ve que la información de la posición D/2 a partir del eje óptico se transmite, pero no se resuelve. Para corregir esto, se instala una microlente en el orificio, y los puntos focales individuales proyectados en el estenopo se reorientan ópticamente hacia el centro, creando una imagen ideal con un brillo y una resolución potenciados. Este proceso hace que la resolución sea casi igual a la de un microscopio confocal idóneo cuyo estenopo se reduce a un tamaño infinitesimal.
Referencia: T. Azuma y T. Kei, «Super-Resolution Spinning-Disk Confocal Microscopy Using Optical Photon Reassignment», Opt. Express 23, 15003-15011 (2015).
Iluminación uniforme mediante una visualización de campo completo
El cambiador de magnificación está desarrollado para el microscopio invertido IX83P2ZF con el fin de proporcionar una iluminación uniforme en todo el campo de visión. El sistema óptico telecéntrico del cambiador maximiza el rendimiento de los objetivos, al mismo tiempo que permite un cambio motorizado sin interrupciones entre resolución confocal y superresolución.
Resolución en Z mejorada
Nuestros objetivos de inmersión en aceite de silicona están desarrollados para observaciones de profundidad en tejidos. La profundidad de la observación se ve afectada negativamente por la aberración esférica que deriva de la diferencia en el índice de refracción. El índice de refracción del aceite de silicona (n = 1,40) se aproxima al de las células vivas o cortes de tejidos cultivados (n = 1,38), lo que otorga superresolución en el procesamiento de imágenes a partir de estructuras celulares internas a través de decenas de micrómetros de profundidad con una aberración esférica mínima.
Reducir la aberración esférica
El collar de corrección remoto es usado para ajustar fácilmente la posición de la lente dentro del objetivo con el fin de corregir la aberración esférica que puede ser causada por la diferencia en el índice de refracción. La unidad IX3-RCC funciona con cualquier objetivo UIS2 dotado de un collar de corrección.
Estabilidad de imágenes
El sistema microscópico IXplore, al ser combinado con el sistema de compensación de deriva en Z TruFocus es capaz de capturar imágenes de alta precisión en intervalos, manteniendo su alineación y enfoque.
Administrar experimentos complejos
El administrador de procesos facilita la adquisición de imágenes multicolores, en intervalos y por apilamiento en Z. El administrador de experimentos gráfico programable (GEM, sigla en inglés) permite que los usuarios creen automatizaciones más complejas a partir de una interfaz visual a fin de respaldar una amplia variedad de protocolos de imagen experimentales y accionamientos de dispositivos. La personalización flexible de los protocolos experimentales puede ser modificada según sea necesario durante el procesamiento de las imágenes.
Galería de aplicación
Estereocilios y quinetocilios de células ciliadas internas en el órgano de Corti (naranja: actina; verde: tubulina)
Datos de imagen por cortesía de: Hatsuho Kanoh1, Toru Kamitani1,2, Hirofumi Sakaguchi2, Sachiko Tsukita1
1Facultad de Posgrados en Biociencias fronterizas y Facultad de Posgrados en Medicina, Universidad de Osaka.
2Facultad de Otorrinolaringología: cirugía de cabeza y cuello, Universidad de Medicina de la Prefectura de Kioto.
Índice mitótico de células epiteliales (azul: cromosoma; verde: tubulina; rojo: ZO1)
Datos de imagen por cortesía de: Hatsuho Kanoh, Tomoki Yano, Sachiko Tsukita
Facultad de Posgrados en Biociencias fronterizas y Facultad de Posgrados en Medicina, Universidad de Osaka
Mitocondria marcada con GFP. La adquisición en 30 fps permite visualizar los movimientos individuales de la mitocondria.
Datos de imagen por cortesía de: Kumiko Hayashi, Ph.D., Facultad de Estudios de Posgrado en Ingeniería, Universidad de Tohoku
Células Purkinje marcadas con GFP. Imagen XYZ con imagen confocal y de súper resolución en diferentes posiciones Z. Las imágenes con súper resolución son proyectadas por Z (10 cortes). Imagen 3D mostrada por FV31S-DT.
Datos de imagen por cortesía de: Michisuke Yuzaki, PhD., Departamento de fisiología, Facultad de medicina, Universidad de Keio.
Otros sistemas
Especificaciones
| Estativo del microscopio | IX83P2ZF | ||
| Método de observación | Súper resolución | ✓ | |
| Confocal | ✓ | ||
| Fluorescencia (excitación azul/verde) | ✓ | ||
| Fluorescencia (excitación ultravioleta) | ✓ | ||
| Contraste de interferencia diferencial (DIC) | ✓ | ||
| Contraste de fase | ✓ | ||
| Campo claro | ✓ | ||
| Portaobjetivos giratorio | Motorizado (6 posiciones) | ✓ | |
| Enfoque | Motorizado | ✓ | |
| Compensador de deriva en Z | ✓ | ||
| Tubos de observación | Campo amplio (FN 22) | Binocular inclinable | ✓ |
| Iluminador | Iluminación Köhler transmitida | Lámpara LED | ✓ |
| Lámpara halógena de 100 W | ✓ | ||
| Iluminador de fluorescencia | Lámpara de mercurio de 100 W | ✓ | |
| Iluminación de guía de luz | ✓ | ||
| Torreta de cubos de fluorescencia | Motorizado (8 posiciones) | ✓ | |
| Platina | Sistema motorizado | Contact your local sales representative to hear about motorized stage options | |
| Mecánica | Platina mecánica con empuñadura derecha IX3-SVR | X: 114 mm, Y: 75 mm | |
| Platina mecánica con empuñadura izquierda IX3-SVL | X: 114 mm, Y: 75 mm | ||
| Condensador | Motorizado | Condensador universal | Distancia de trabajo (D. T.) de 27 mm; apertura numérica (A. N.) de 0.55; apertura motorizada y polarizador |
| Manual | Condensador universal | A. N. de 0,55/ D. T. de 27 mm | |
| Condensador de distancia de trabajo ultralarga | A. N. DE 0,3/ D. T. de 73,3 mm | ||
| Escáner confocal | CSU-W1 | ||
| Procesamiento de súper resolución | Filtro de súper resolución de Olympus (OSR) | ||
| Accesorios | Controlador remoto de collar de corrección (IX3-RCC) Controlador en tiempo real (U-RTCE) Carcasa de incubación |
||
| Dimensiones (ancho × profundidad × altura) | 323 (ancho) x 475 (profundidad) x 706 (altura) mm (estativo de microscopio IX83) | ||
| Peso | 47 kg (IX83P2ZF) aprox. | ||
Recursos
Notas de aplicación
Informe técnico
Conocimiento
Videos
IX83 Inverted Microscope: Adding Oil to the Objective
IXplore SpinSR: Product Introduction
U-RTC/e: Perfect Timing and Intelligent Connections
SpinSR10: 3D time-lapse of neuron
SpinSR10: Introduction of Spinning Disk Unit
IX83 Inverted Microscope: Loading a Sample Slide on the Stage
Silicone Oil Immersion Objectives: For Live Cell Imaging
SpinSR10: Mitotic cultured epithelial cell. (Chromosome: Blue, Tubulin: Green, ZO1: Red)
SpinSR10: GFP-EB3 at the tip of elongating microtubules in HeLa cell