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超解像顕微鏡

N-STORM

従来の光学顕微鏡の約10倍、約20nmの超高分解能

N-STORMは、1,000回以上もの励起を繰り返して撮影した蛍光画像から、蛍光色素1分子ごとの位置情報を高精度に検出し重ね合わせて、一枚の超高分解能蛍光画像を再構築します。空間分解能が、従来の光学顕微鏡の約10倍に飛躍的に向上しました。

NUP153 をAlexa Fluor® 647 で、TPRをATTO 488 で標識したヒト子宮頸がん細胞(HeLa S3)
撮影ご協力: Dr. Michael W. Davidson, National High Magnetic Field Laboratory, Florida State University

3次元画像も約50nmの超解像力

Z軸方向にも従来の光学顕微鏡の約10倍の超解像力を実現。2次元の高分解能蛍光画像に加え、同一標本の3次元高分解能蛍光画像がナノスケールで取得できます。
3Dスタック機能により、異なるフォーカス位置で複数の3D-STORM画像を取得し、それらを重ねて表示することが可能なため、より厚みのある範囲 が観察できます。

3Dボリュームレンダリング画像

プロジェクション画像

チューブリンをAlexa Fluor® 647で標識したアフリカミドリザル腎細胞(BSC-1)の3DスタックSTORM画像。
画像深さ: 約4µm

画像取得の高速化により動態観察を実現

sCMOSカメラに最適化した光学系・照明系の新規開発により、撮像速度を約10倍に向上させました。これにより、これまで「分単位」だった一枚当たりの撮像時間を「秒単位」*にまで短縮。観察対象の動態を、従来の光学顕微鏡の約10倍の超解像度で撮像できるようになりました。

  • *
    撮影モード「High-speed」(撮影エリア20um×20um)使用時。

1分間隔のタイムラプスで30分間撮影(350フレーム/秒)

多色イメージングに対応

順次刺激イメージング用のアクチベーター・リポーター・ペアと、連続刺激イメージング用のアクチベーターフリー・ラベルを使用して、マルチカラー超解像イメージングを行うことができます。複数の構造体の位置関係、あるいは、異なる物質の局在が観察可能になります。

哺乳類細胞のミトコンドリアをCy3-Alexa Fluor® 647 (緑)で、微小管をAlexa Fluor® 405-Alexa Fluor® 647 (赤)で標識した2色蛍光STORM画像。
対物レンズ:CFI プランアポクロマートVC 100X Oil (NA 1.40)

超解像画質をさらに向上

照明変倍レンズを新規開発し、レーザーの照射方式を改良しました。さらに撮像フレーム数を増やすことにより、画像の点密度をさらに高めることに成功。より鮮明な画像が構築できるようになりました。

画質向上後

従来機

スケールバー:5µm
同じ撮影時間における超解像画質が大幅に向上。
観察対象:BSC-1細胞のTubulinをAlexa Fluor® 647で染色
撮影時間:20秒

広視野での超解像イメージング

結像系の中間変倍レンズを一新し最適化しました。撮影モード「Wide-view」では、撮影エリアがこれまでの4倍(80µm×80µm)に拡大。広範囲な視野における超解像観察が可能となりました。

左画像: Wide-viewモード。80µm x 80µm、撮像エリアが従来機の4倍に拡大。
右画像:従来機の撮像エリア。40µm x 40µm
観察対象:Alexa Fluor® 647を結合したミトコンドリアTom20

共焦点観察と超解像観察を簡単切替え

一台の顕微鏡にN-STORMと共焦点顕微鏡A1+/A1R+を搭載し、2つのシステムを簡単に切り替えて使用することが可能です。広い視野を共焦点顕微鏡で観察し、より詳細に解析したい領域は、超解像観察に切り替えてN-STORM画像を取得できます。

STochastic Optical Reconstruction Microscopy法の原理

蛍光色素1分子ごとの位置情報を重ね合わせて、高分解能画像を再構築

一度にすべての蛍光分子を励起するのではなく、専用の試薬を用いて非常に弱い光で、蛍光分子をばらばらに、重複しないように活性化します。これに強い励起光を照射して蛍光画像を撮像し、分子ごとの2D位置情報をナノスケールの高精度で取得します。また、独自の3D-STORM光学系によりZ軸方向の位置情報も高精度に取得します。取得した点の3D位置情報を重ね合わせて画像演算によって一枚の超解像画像を構築します。

正確な位置情報検出を可能にする光変換試薬

さまざまなアクチベーター・リポーター・ペアとアクチベーターフリー・ラベルをご用意。アクチベーター・リポーター・ペアは、アクチベーター色素とリポーター色素で構成され、アクチベーター色素がリポーター色素の活性化状態を制御します。また、同一のリポーター色素を異なるチャンネルに使用することにより、チャンネルごとの高い位置精度を実現します。アクチベーターフリー・ラベルは、画像化用色素のみで構成され、容易なラべリングや、市販の蛍光標識抗体を使用した間接蛍光免疫染色などが可能です。

N-STORMに最適化した対物レンズ

シリコーン浸対物レンズ

屈折率が生細胞に近いシリコーンオイル(ne≒1.40)を浸液に使用することで、標本である細胞(ne≒1.38)との屈折率の差による球面収差を低減し、表面からの深部まで高解像度の多色3次元観察が可能です。高い粘性により、長時間のタイムラプス観察にも最適です。幅広い波長領域における優れた色収差補正と高い透過率を実現しています。

CFI SR HP プランアポクロマート Lambda S 100XC Sil

CFI SR HP プランアポクロマート Lambda S 100XC Silで取得(深さ約6.5 μm)

CFI SR HP アポクロマート TIRF 100XC Oil で取得(深さ約6.5 μm)

SR HPシリーズ対物レンズ

SR HP シリーズ対物レンズは、色素を高速に明滅させるために必要な高出力レーザーに対応しています。また、軸上色収差を低減したことにより、3D の多色超解像観察がより高い精度で行えます。

CFI SR HP アポクロマート TIRF 100XC Oil

CFI HP プランアポクロマート VC 100X Oil

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