将共聚焦与光片显微成像技术相结合,探索新应用领域

数字光片显微镜 STELLARIS DLS


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徕卡显微系统采用独特的设计方法,使您可以在一个系统中进行共聚焦和光片成像, 实现柔和的单平面照明。 我们的数字光片系统(DLS)采用垂直设计,可以集成到 STELLARIS 5 和 STELLARIS 8 系统中,也可以作为两种系统的升级。 这样,您就可以受益于完整功能的共聚焦和易于使用的光片显微镜, 从而能够进行更多样化的研究。


图像: 四日龄的斑马鱼胚胎拼接图像,已标记的内皮细胞。 图像由法国伊尔基希-格拉芬斯塔登遗传与分子细胞生物学研究所 (IGBMC) 影像中心 Elvire Guiot 博士提供。


让您能够进行更多样化的研究

在STELLARIS 5或STELLARIS 8系统中添加DLS可令您的研究更加多样化,使您能够通过简单的样本处理和多位置实验轻松进行不同类型的三维样本成像。


DLS模块专为改进活细胞成像应用而设计,通过单平面照明以及sCMOS摄像头进行快速成像,可提高细胞活性。 除了活体样本外,DLS还可以对经过透明化处理的样本成像,为实现您的研究目标提供更大的灵活性。


垂直旋转——共聚焦显微镜中如何形成光片?

光片显微镜通常需要在独立系统上构建专用的光学设置,即照明和检测物镜相互垂直。 DLS可轻松实现光片显微成像。 独特的TwinFlect反光镜装置将照明光片偏转90度。 这种改进方法可将照明和检测光路集成到每台具有倒置显微镜的STELLARIS系统的垂直轴中。 所有这些改进方法都不会影响共聚焦功能。


实施并进行长时间的观察记录

成像需要光照,但光照过强会损伤细胞。 光片显微镜是迄今为止最温和的成像方法,因为它可以减少光毒性和光漂白造成的总体光损伤。 这可以提高样本的活性。 光片成像尤其有利于发育生物学的研究。 弱光照明与高速采集相结合,让您可以长期跟踪果蝇胚胎等发育中的敏感生物体,并以三维方式实时了解组织和器官的形成过程。


低光毒性和三维样本成像: 黑腹果蝇六小时发育过程。 探针: 光敏RFP。 三维渲染。 150 µm Z轴层扫图像,30秒/完整层扫。

光片成像原理

光片显微镜对样本进行单平面照明,非常适合敏感样本或快速生物过程的成像。


由于不存在离焦激发,可将光毒性的影响局限于焦平面。 此外,通过在光片中移动样本,您可自动获得光学切片,并可对样本进行三维成像。


快速采集高分辨率图像

如果成像速度和分辨率不合适,以三维方式长时间观察快速周期性生物过程(如斑马鱼心跳)可能具有很大的挑战性。 使用DLS模块,您可以在两个先进的sCMOS相机之间进行选择,以出色的分辨率快速采集图像,两个相机都完全集成在LAS X LightSheet Wizard中。


高速成像: 跳动的斑马鱼心脏,转基因株系 flik1::EGFP。 xytz 录制后进行图像采集后对齐。 录制速度: 120帧/秒。 录像由法国斯特拉斯堡遗传与分子细胞生物学研究所 (IGBMC) Vermot 实验室 Emily Steed 提供。

探索三维细胞培养物,一次观察多个位置

类器官或球状体等三维细胞培养物的有效成像构成一系列的新挑战,因为它们包含很大的体积。 类器官既可以被固定、进行免疫标记、使用透明化技术进行研究,也可以利用活体研究其动态过程。 由于定义了工作流程,使用DLS研究这些样本非常简单,并且可以提供关于细胞和分子过程的重要信息。 DLS非常适合满足透明细胞和活细胞制备的需求,让您能够更好地研究三维细胞培养物,这类培养物能够提供比粘附细胞的二维细胞培养物更具生理意义的研究条件。


使用数字光片显微镜探索完整的 3D 细胞生物学工作流程 。


三维培养的乳腺上皮微球体7.5小时延时录像。 数据由BioQuant/德国海德堡 DKFZ 的智能成像研究小组 (B. Eismann/C. Conrad) 提供

适用于活体样本和经透明化处理样本的光片系统

由于生物组织的不透明性,深层组织显微成像非常困难。 这正是越来越多的组织透明化方法发挥作用的地方,但这对于许多成像系统而言是一大挑战。

DLS模块不仅可以提供出色的活体样本成像结果,而且可以对经过各种不同透明技术处理的样本进行成像。 使用DLS,您可以在多个检测物镜与安装架之间进行选择,以呈现经过透明化处理的组织和生物体内的结构细节。

视频采集条件:

  • 检测物镜 HC APO L10x/0.30 W DLS
  • 图像大小: 1.39mm x 2.04mm(2x3 拼接)
  • Z轴:1.5mm厚度(2um步长,745帧)
  • 采集时间:5 分 37 秒
  • 激发:514纳米
  • 发射: LP514 nm长通,6 ms曝光时间


使用SeeDB2G透明化处理成年Thy1-YFP-H小鼠脑切片的大脑皮层和海马体。 图像由日本神户RIKEN中心Meng-Tsen Ke博士和Takeshi Imai博士提供。

从许多其他应用中获益

我们的光片模块不仅仅是共聚焦显微镜的一个附加功能模块。 STELLARIS与DLS相辅相成,为您的研究扩大了选择范围。 例如,您可以使用共聚焦技术操控样本,然后使用DLS成像。


只需在LAS X软件中切换共聚焦模式和光片模式,即可轻松实现这一点。 这样,光转换或划痕实验以及后续的长时间温和观察都将变得容易和方便。


本例说明了共聚焦与DLS相结合的优势。 转基因斑马鱼胚胎被标记,以呈现免疫反应中的巨噬细胞。 为了研究它们受伤时的行为,使用共聚焦激光制造一个伤口(箭头位置),然后录制了延时视频。 该视频显示了伤口触发愈合过程后,被激活细胞正在向伤口迁移的动态反应。 在这种情况下,切换到DLS可以对斑马鱼进行温和的活细胞成像。
DLS的样本制备。 样本嵌入玻璃底培养皿的琼脂中。 必须去除多余的琼脂,以便为TwinFlect反光镜腾出空间。

熟悉的样本制备

DLS采用垂直实验设置,因此您可以继续采用自己熟悉的样本制备方式。 样本装在传统的玻璃底有盖培养皿中,可直接操作。 您甚至还可以在多位置实验中筛选多个样本。 利用共聚焦电动载物台可在一个实验设置中对多个样本成像。 唯一的先决条件是什么? 样本每侧需要留出放置TwinFlect反光镜的空间。


安装框架套件(24 x 50毫米矩形样本支架 + 直径为30毫米的圆形样本支架)

附加样本处理工具

使用U形玻璃毛细管进行样本装载

U形玻璃毛细管有两种尺寸。 因此它们可与不同的TwinFlect反光镜搭配使用,并可用作放置样本的匹配支架。 

其他信息

使用旋转装置来装载DLS样本

FEP管折射率为1.338,通常用于装载浸入水溶液的样本。 为了以最佳方式对齐样本以便成像,专门设计了一个旋转装置来调节视角。

其他信息

使用安装支架进行样本制备

此处显示的徕卡安装框架为进行DLS成像所需的样本制备提供了一项重要优势: 能够制备更多数量的样本,可与BABB(苯甲醇苯甲酸苄酯)等潜在有害试剂一起使用。

其他信息


光片与共聚焦技术结合的优势

由于无缝集成DLS,您的光片成像可以受益于STELLARIS系统的技术创新。 

始终使用合适的激光

STELLARIS共聚焦显微镜的所有可见激光均可用于光片成像。 使用可选的固定谱线激光器和STELLARIS新一代光激光,可以非常灵活地为光片实验选择合适的染料。 使用STELLARIS 8,您现在甚至可以实现近红外染料的成像。

始终使用合适的扫描器

在配备 双扫描器的STELLARIS系统中,您可以 在共振快速扫描头或 高分辨扫描头(1400Hz)之间进行选择,以便生成扫描的光片。 使用共振快速扫描头生成光片时像素停留时间更短,有利于更温和地成像。


以工作流程为导向的软件设计

LAS X软件可逐步指导用户完成数据记录和评估。以工作流程为导向的设计可帮助您更高效地使用仪器。 便捷的校准程序可精确确定光片。

设计中采用双侧照亮样本方法:两块TwinFlect反光镜相对放置,均可被扫描器瞄准,从而消除阴暗区域。 要在较大视场中获得清晰图像,可以使用LAS X软件中LightSheet Wizard的在线或离线融合选项合并这两张图像。

您可根据自己的需求通过LAS X定制该软件。 LAS X 3D Visualization模块以直观裁剪、快速渲染和立体显示等新方法交互处理三维数据。 区块扫描实验可使您观察大面积区域。 “标记和查找”实验可使您在多位置的设置中观察多个感兴趣的区域。


优质光学元件

适合广泛应用领域的优质物镜是 徕卡显微系统的标志性特征之一。  垂直转动光片的系统核心由 物镜和 TwinFlect 反光镜装置构成。

您可以根据实验的要求,通过选择不同的照明物镜来形成光片。

 要呈现最微小的细节、获得更大的视场 或匹配成像介质的折射率,您可以从越来越多的选件中挑选最佳的检测物镜。

物镜活细胞成像糖基透明化处理试剂兼容BAAB透明化处理
FLUOTAR L 25x/0.95 W 
APO L 20x/0.5 W
Fluotar L 16x/0.6 IMM
APO L 10x/0.3
5x/0.15 IMM

方便的数据处理

以三维方式长时间观察过程会生成大量数据。 LAS X软件中集成了多种工具,有助您方便地管理这些数据。 在线融合工具让您既可以选择保留原始数据, 也可以只保存合并后的图像以节省磁盘空间。 您的数据会在采集过程中自动存储。 智能加载功能可以让您方便地查看数据,直接访问大型延时数据集中感兴趣的时间点或Z轴。 您可以编译所需的后期处理步骤,使其在一个自动流程中完成。


理想的环境条件

软件控制的气候室可保持最适宜样本的环境条件。 用户可使用LAS X环境控制模块全面控制实验条件。 在实验过程中可监测所记录的环境数据。 您可在一个界面中设置所有环境条件,例如可以运行热休克实验的温度曲线。


在大孵育箱或小孵育箱解决方案之间进行选择。


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