运用 Airyscan 2 技术的蔡司 LSM 980

具有多元成像方式的新一代高效型共聚焦成像系统

生命科学研究对条件要求很高,如果您从事神经科学、癌症研究或其它基于细胞或生物的学科,那么开展的项目会经常需要显微数据。CRISPR / Cas等新兴技术开启了创新思维之路,让您可以提出全新的科学问题,继而深度影响您的成像实验。要想尽可能不受干扰地监视生命活动,您的三维细胞培养、球状体、类器官,甚至是整个生物体等生物模型具备低标记密度,并且需要具备融合光学切片、低光毒性以及高速的三维成像技术。经过反复实验,获得统计学上的有效数据,由此可以得出结论:在不久的将来,您还需要高通量。

运用 Airyscan 2 技术的全新 LSM 980 是共聚焦 4D 成像的理想平台。整个光路经过优化,以更高的光效率同步光谱检测到多个弱信号标记。Airyscan 2技术新增 Multiplex 模式,可提供更多的成像选择,从而加强实验效果。现在,您可以优化配置,在较以往更短的采集时间内轻松实现超高分辨率更大观察视野成像。大量的软件助手可优化工作流程,支持高效图像采集以及数据管理。您可以借助 ZEN Connect 将您的实验详细情况记录在案并与人共享。由于软件集成了概览图像、ROI 和其它数据,您将始终可以对工作了如指掌,甚至在整个成像模式中也是如此。

优势

  • 快速获取更优数据

蔡司 Airyscan 2 的全新 Multiplex 模式可以在较短的时间内获取更多的信息。智能化照明和检测方案能够突破衍射极限,以高帧频实现具有挑战性的三维样本成像,而且仍可以温和处理敏感样品。如今,通过融合逐点扫描共聚焦的全面灵活性以及 Airyscan 高灵敏面检测器的速度和低光毒性,凭借超高分辨率,可以更快的成像速度解决您的科学问题。



 

对大室管膜经荧光标记的活动纤毛以143 fps 进行活细胞成像。利用兼具图像质量和速度的 Airyscan CO-8Y模式获取;以详细分析纤毛摆动方向和频率。©图像由德国哥廷根生物物理化学MPI的G. Eichele提供

  • 提高科研效率

复杂的活细胞共聚焦成像实验从未如此容易。最新版的 ZEN 成像软件令搭载 Airyscan 2技术的全新 LSM 980 锦上添花,软件中丰富的功能任您使用。工作较以往更为便捷,可以在尽可能短的时间内实现可重复的成果。智能设置(Smart Setup)和全新样品导航器(Sample Navigator)可帮助您快速找到感兴趣区域并对其进行成像,使您有更多的时间来采集数据。同步数据处理(Direct Processing)功能允许同时进行图像采集和数据处理。无论是在成像期间还是在后期分享整个实验的过程时,ZEN Connect 都可让您随时掌控全局,轻松叠加和排列任何来源的图像。

了解蔡司的 ZEN Connect 如何帮助您在成像时始终保持全景。从采集概览图像到定义 ROI ,甚至在不同成像系统之间进行切换。帮助您节省时间并随时掌控全局。帮助您节省时间并随时掌控全局。

  • 图像灵敏度更强

LSM 980 可使具有挑战性的样本成像,实现“鱼和熊掌”兼得。LSM 9 系列的照明高效光路,最多具有 34 个通道同步采样,具有全光谱灵活性。而且可以实现高灵敏度的微弱信号成像。另外,如果搭配Airyscan 2,则这一革命性的面检测器可以在较短时间内从您的样本中提取更多信息。您不必为了获得超高分辨率而缩小针孔,这样甚至会使三维成像的光效率更高。您会从不同的样本中都获得优异的数据质量。                                  

 

 

海拉细胞,DNA 染色 (蓝色,Hoechst 44432),微管(黄色,荧光标记微管蛋白抗体 Alexa 488)以及纤维状肌动蛋白(洋红,鬼笔环呔 Abberior STAR,红色)

海拉细胞,DNA 染色 (蓝色,Hoechst 44432),微管(黄色,荧光标记微管蛋白抗体 Alexa 488)以及纤维状肌动蛋白(洋红,鬼笔环呔 Abberior STAR,红色)。采用蔡司Airyscan 2 技术的 Multiplex 模式,可实现高效、超高分辨率的大观察视野成像。 样品由德国哥廷根马克斯・普朗克生物物理化学研究所 A. Politi、J. Jakobi 以及 P. Lenart 提供。

灵活灵敏系统

可实现优异图像质量

激光扫描显微镜(LSM)让实验设置具有极大的自由度。LSM 980 通过优化的光路设计以及每个组件都使得您的实验具有更高的灵敏度和灵活性。采用固体激光器发出激光。线性扫描可以均匀地照亮样本,从而在超过 80% 的时间都在高效收集信号。发射光穿过双转轮主二色分光镜。特定的小角度入射可以抑制杂散光,在任何时候均能提供鲜明的对比度。您甚至可以扩大检测范围至激发光谱线,确保能够采集到所有弥足珍贵的发射光子。

利用 LSM 980 3 个,6个或者34个灵活的检测器配置,您可以轻松捕获您所选择的染料组合。独特的循环光路可实现检测效率的最大化。根据所选择的标记使用具有纳米级精度的发射光谱检测器。您可以采用 34 个通道并通过一次 lambda 扫描采集叠加的标记或自发荧光,然后采用“线性拆分技术”将其分离。这样能够最大程度降低样品的曝光,同时还能够加速成像。利用 LSM 980,您可以始终拥有高灵敏的GaAsP 检测器,已提高的量子收集效率。您可以切换到光子计数读出模式,有效分析弱信号的样品。利用 Airyscan 2 提高灵敏度、速度和超高分辨率,实现单一实验融合了所有成像优点。

Airyscan技术原理

Airyscan技术原理

经典的共聚焦激光扫描显微镜采用点照明技术按顺序对样品进行扫描。显微镜的光学元件将每个点转换为扩大的艾里斑(Airy pattern)。针孔在空间上对艾里斑形成限制,以阻止非焦平面信号到达检测器。缩小针孔可以提供更高的图像分辨率,但代价是检测到的光子数量将有所减少,并且这些光子无法通过去卷积等进行恢复。

Airyscan 2 是一款面检测器,带有32 个同心排列的检测元件。从而帮助您一次性采集大部分艾里斑。共聚焦针孔保持开放状态,不会阻挡任何光线的进入,因此可以收集到更多的光子。从而在成像时产生更高的光效率。Airyscan 2 提供了高灵敏度和低光毒性的超高分辨率成像。

蔡司 Airyscan 2 的全新 Multiplex 模式

蔡司运用 Airyscan 2 的 LSM 9 系列现已为您提供更多选项,以满足您实验所需的成像速度和图像分辨率。您可以将面检测器与智能照明和读出方案相结合,从而从不同的并行选项中进行选择。全新Multiplex模式利用有关激发激光光斑的形状和单个面检测器元件的位置信息来提取更多的空间信息,即便在并行像素读出期间也是如此。这样可以在激光扫过观察视野时采取更大的步进,从而提高可达到的图像采集速度。

实际上,在针孔平面中捕获的大量空间信息可便于以优于图像采集抽样的图像分辨率来重建最终图像。在 Multiplex 模式下,Airyscan 2 可在单次扫视中同时采集多达四个具有高SNR的超高分辨率图像扫描线。

观看Multiplex模式动画预告片

LSM 980 Airyscan SR Multiplex SR-4Y Multiplex SR-8Y Multiplex CO-8Y
并行扫描(行)

1

4

8

8

分辨率

120/120

140/140

120/160

共聚焦或更佳

最大拍摄速度

4.7

25

47.5

34.4

抗体标记,细微结构

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++++

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抗体标记,拼图

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活细胞成像

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应用

蔡司 LSM 980应用实例

海星卵母细胞的减数分裂
深度编码显示了 52 μm 的子集。该片展示了正在进行减数分裂的海星卵母细胞体内经 Histone 1-Alexa 568 标记的染色体运输情况。采用 Airyscan CO-8Y 模式每 2.4 秒获得 67 μm 的 z 轴序列图像。运输染色体的同时,核仁(大的球状结构)正在分解。

海星卵母细胞的减数分裂
渲染是沿着 z 轴(最大强度)和时间(颜色编码投影)的过程投影;以显示细胞核内染色体的运动情况。©样品由德国哥廷根马克斯・普朗克生物物理化学研究所 P. Lenart提供。

卵母细胞储存了胚胎早期发育所需的所有营养,因此是拥有大细胞核的超大细胞。卵母细胞受精之前需要进行分裂。如何使这种超大细胞进行细胞分裂是 P. Lenart的实验室的研究课题。
他们已经证明,令人惊奇的是需要肌动蛋白网络收集散布在卵母细胞核中的染色体。然后染色体被移交给微导管,微导管收集染色体并将其对齐排列在纺锤体上。肌动蛋白驱动和微导管驱动的运输阶段具有迥异的速度,并表现出其它不同的特征,可以通过跟踪染色体的运动区分这些不同的特征。

这种成像极富挑战性因为染色体散布在球形核中,直径为80 μm,运输染色体大约要 15 分钟时间早在 2005 年,我们就可以每 45 秒获得序列图像,这足以区分是肌动蛋白驱动还是微导管驱动阶段。我们希望利用这里显示的新的高分辨率轨迹了解运输机制的详细情况。

Peter Lenart

老鼠大脑脑室系统室管膜组织块

该ZEN Connect项目记录了利用老鼠大脑脑室系统室管膜组织块进行的实验。对实验期间获取的所有数据了如指掌。相机和LSM 拍摄的概览图像可以精确记录样品中纤毛摆动的位置。将沿着室管膜壁流动的纤毛的流向图列为参考。

老鼠大脑的室管膜组织块上荧光标记的运动纤毛的概况

利用 Airyscan 2 的 Multiplex CO-8Y 模式下拼图,快速获取老鼠大脑的室管膜组织块上荧光标记的运动纤毛的概况,从而发现感兴趣区域。颜色深度代码显示的 Z 轴序列图像。记录下运动纤毛的确切位置。

对大室管膜经荧光标记的活动纤毛以143 fps 进行活细胞成像。利用兼具图像质量和速度的 Airyscan CO-8Y模式获取;以详细分析纤毛摆动方向和频率。©图像由德国哥廷根生物物理化学MPI的G. Eichele提供


©图像由德国康斯坦茨大学加利西亚实验室,M. Paoli提供

蟑螂的脑、胸、腹神经节通过形成腹神经索的上下行中间神经元的两侧连接束连接在一起。在准备过程中,左右连接束单独在后部标记(Alexa 488:绿色,Alexa 647:洋红)至 sp 神经节,观察其在不同嗜神经白血球内以及在整个大脑同侧和对侧部分(使用青色 Dapi 标记的 DNA)的神经分布的延伸情况。使用了大视野拼图技术进行成像,以捕捉到完整体积(3×2.3× 0.26 mm)。arivis Vision 4D 最适合于渲染和分析大型数据集,利用它制作了完整的数据集的 3D 动画 。通过配置 arivis Vision 4D 中的 4D 查看器,可用来独立调整单个通道的外观,以突出具体特性。

这些设置与单个通道的剪裁平面或改变不同的透明度可以一同存储在关键帧中,软件会在自动关键帧之间进行插值,以实现无缝动画。可以在生成高分辨率视频混合转移器之前对这些动画进行预览和编辑。

下载

ZEISS LSM 980 with Airyscan 2

Your Next Generation Confocal for Fast and Gentle Multiplex Imaging

34 Pages
Filesize: 10,955 kB

The Basic Principle of Airyscanning

22 Pages
Filesize: 1,473 kB

ZEISS LSM 9 Family with Airyscan 2

11 Pages
Filesize: 3,114 kB