Konzentrieren Sie sich auf Super-Auflösung

Nikon konzentriert sich auf Technologien zur Verbesserung der Auflösung, die für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet sind.

Über Hunderte von Jahren wurde die optische Mikroskopie in das beugungsbegrenzte Regime verbannt und konnte Details, die kleiner als ungefähr 200 nm (in XY) und 500 nm (in Z) waren, nicht auflösen.  Diese Grenze wurde durchbrochen und brachte eine Reihe von Techniken hervor die im Nobelpreis für Chemie 2014 an Pioniere der Super-Resolution-Mikroskopie gipfelten.  Wir können jetzt mit der doppelten Auflösung als zuvor mit strukturierter Beleuchtungs-Mikroskopie (SIM) und etwa 10-fach größerer Auflösung mit Stochastic Optical Reconstruction Microscopy (STORM) abbilden.  Eine verbesserte Auflösung wird sogar aus konfokalen Instrumenten gewonnen, indem die Pinhole-Werte der Sub-Airy-Einheit und die Dekonvolution verwendet werden.  Nikon ist stolz darauf, eine Reihe verschiedener Super-Resolution-Technologien auf den Markt zu bringen und konzentriert sich darauf, die vielen einzigartigen Herausforderungen für seine erfolgreiche Einführung in schwierigen experimentellen Systemen zu überwinden.

Strukturierte Beleuchtungsmikroskopie (SIM)

Eine benutzerfreundliche Super-Resolution-Technologie, die problemlos auf eine Vielzahl von Probentypen angewendet werden kann.

Die Super-Resolution-Mikroskopie mit strukturierter Beleuchtung (SIM) ist eine revolutionäre Bildgebungstechnik zur Verdopplung der Auflösung eines Weitfeldmikroskops in 3D. Die strukturierte Beleuchtung wird mit einer Strahlinterferenz in der Probenebene durchgeführt, wodurch ein beugungsbegrenztes und sinusförmiges Muster von Hell-Dunkel-Streifen erzeugt wird. Die einzelne räumliche Frequenz, die in dem Muster vorhanden ist, mischt sich mit den verschiedenen räumlichen Frequenzen, die die Probenstruktur umfassen. Kurz gesagt, können räumliche Frequenzen, die normalerweise außerhalb des Bandpasses des Mikroskops liegen, durch Frequenzmischung künstlich heruntermoduliert werden, was ihre indirekte Erkennung und anschließende Wiederherstellung in der Nachverarbeitung ermöglicht. SIM kann eine bis zu zweifache Verbesserung gegenüber der optischen Auflösung eines typischen Weitfeldmikroskops in x, y und z liefern.

  • Das neue N-SIM S System von Nikon nutzt einen Spatial Light Modulator (SLM) zur Mustergenerierung und aktiviert Erfassungsraten von bis zu 15 Bildern pro Sekunde. Die Erhöhung der Erfassungsrate ist besonders nützlich für die Lebend-Zell-Bildgebung, verkürzt aber auch die Zeit, die für die Erfassung von Z-Stacks und anderen Dimensionen benötigt wird. Der N-SIM S ist in der Lage, simultane oder sequentielle Multicolor-Bildgebung, 3D-SIM, 2D-SIM und 2D TIRF SIM mit einer Vielzahl von Objektiven und Immersionstypen durchzuführen.
  • Das N-SIM E System ist eine preiswerte Implementierung des ursprünglichen N-SIM- Systems und ermöglicht die 3D-SIM-Bildgebung mit 3 Laserwellenlängen unter Verwendung eines einzigen Beugungsgitters.
  • Erfahren Sie mehr über die Abbildung von Nanopartikeln mit N-SIM in unserem Anwendungsbericht.

Stochastische optische Rekonstruktionsmikroskopie (STORM)

Eine leistungsstarke Super-Resolution-Technik, um die optische Auflösungsverbesserung an ihre Grenzen zu bringen.

Die stochastische optische Rekonstruktionsmikroskopie (STORM) und ähnliche Techniken nutzen das Konzept der Lokalisierung von Einzelmolekülen, um die optische Auflösung im Vergleich zur Weitfeld-Bildgebung um etwa einen Faktor 10 zu verbessern. Eine Vielzahl von photochemischen Techniken existiert zum "Abschalten" der meisten Fluorophore, die eine gegebene Probe markieren. Durch gleichzeitiges "Einschalten" einer kleinen Anzahl von Fluorophoren können einzelne Emissionsereignisse leicht identifiziert werden, und ihre Mittelposition wird statistisch an ein subbeugungsbegrenztes Voxel angepasst. Benutzer können eine Auflösung von 20 nm in XY und 70 nm in Z erwarten. Beachten Sie, dass STORM in Verbindung mit spezialisierten Probenvorbereitungs- und Puffersystemen zur Induktion der Umschaltung implementiert wird.

  • Das N-STORM 5.0 System von Nikon verfügt über eine proprietäre Z-Stack-Routine, die auf unserem Perfect Focus System (PFS ) basiert und es dem Anwender ermöglicht, 5+ μm tief in der Probe und mit variabler TIRF / schräger Beleuchtung abzubilden.
  • Nikon's neues 100x Silikon-Eintauchobjektiv (NA = 1,35) wurde für Live-Zellen-STORM- und andere Einzelmolekül-Imaging-Experimente entwickelt, um eine hervorragende Korrektur der sphärischen Aberration in wässrigen Medien zu erreichen. Ideal auch für die Aufnahme von dickeren Proben und lebenden Proben mit N-SIM S.
  • Der N-STORM 5.0 ist kompatibel mit anderen Lokalisierungsmikroskopietechniken. Klicken Sie hier, um mehr über das Durchführen von DNA-PAINT-Experimenten mit N-STORM zu erfahren.

Dekonvolution für Enhanced Resolution (ER) von konfokalen Daten

Das ER-Modul für konfokale Mikroskope des Nikon A1-Modells ermöglicht eine nahezu hochauflösende Bildgebung.

Während seit langem bekannt ist, dass die Entfaltungsanalyse verwendet werden kann, um die Signal-zu-Rausch- und die optische Auflösung von konfokalen Mikroskopiedaten zu verbessern, ist es erst seit kurzem praktikabel, dies routinemßig zu tun. Vor einigen Jahren erforderte die Dekonvolution selbst von Datensätzen von bescheidener Größe eine Verarbeitung über Nacht, was eine weitverbreitete Verwendung durch Nichtspezialisten ausschloss. Moderne Computer, verbesserte Algorithmen und GPU-Beschleunigung haben die für die Dekonvolution benötigte Zeit erheblich verkürzt und sind damit eine einfache Ergänzung für fast jeden Imaging-Workflow. Nikon's Enhanced Resolution (ER) Softwaremodul bietet Dekonvolutionsalgorithmen, die für konfokale Punktabtastungsdaten entwickelt wurden, und nutzt spezielle PSF-Modelle (Punkt-Spreiz-Funktion) für Nikon CFI-Objektive. Klicken Sie hier, um unser Science E-Book zur konfokalen und superauflösenden Mikroskopie herunterzuladen und mehr zu erfahren!

Autokorrektur-Korrekturring-Objektive

Neue Objektive zeichnen sich durch eine automatisierte Korrekturringausrichtung aus, die für die Korrektur von sphärischen Aberrationen in sensitiven Superauflösungsexperimenten unerlässlich ist.

Sphärische Aberration ist eine der häufigsten optischen Aberrationen, die die Leistung von hochauflösenden Mikroskopen einschränkt. Viele Objektivlinsen umfassen einen Korrekturring zur Korrektur der sphärischen Aberration, die durch Variationen der Deckglasdicke und des Brechungsindex des Probenmediums verursacht wird. Die Einstellung des Korrekturringes kann jedoch mühsam sein (insbesondere bei mehreren Proben) und die optimale Position kann nur schwer sicher identifiziert werden. Die Objektive der Serie " Auto-Correction Collar" (ACC) von Nikon für die Super-Resolution-Mikroskopie gewährleisten den höchsten Grad der Korrektur von sphärischen Aberrationen für Ihre Probe in Kombination mit einer automatisierten Einstellungsroutine in der NIS-Elements Software. ACC-Objektive können verwendet werden, um die Auflösungsleistung jedes Systems zu maximieren, wobei Versionen für unser 100x HP Apo TIRF Öl, 100x SR Apo TIRF Öl und 60x SR Plan Apo Wasserimmersionsobjektive verfügbar sind.

Außergewöhnliche Stabilität für Super-Resolution

Das motorisierte Inverse Mikroskop Eclipse Ti2-E mit Perfect Focus ist eine optimierte Plattform für hochauflösende Bildgebung.

Es ist nicht möglich, den vollen Vorteil der Super-Auflösung zu realisieren, ohne die größtmögliche Systemstabilität zu gewährleisten. Ein geringer Grad an fokaler Drift, der bei herkömmlichen Techniken normalerweise nicht zu erkennen ist, könnte ausreichen, um die Datenerfassung mit hoher Auflösung zu gefährden. Die invertierte Ti2-E - Forschungsmikroskopplattform verfügt über einen komplett neuen z-basierten Z-Fokussierungsmechanismus, der XY-Drift eliminiert und eine extrem stabile Plattform für anspruchsvolle Anwendungen bietet. Der Ti2-E enthält außerdem die neueste Generation des Perfect Focus Systems (PFS4) von Nikon, die branchenführende Technologie zur Fokusarretierung. Unter Verwendung eines linearen Encoders und eines Hochgeschwindigkeits-Feedback-Mechanismus korrigiert PFS4 Fokusdriften, die durch Temperaturänderungen und mechanische Vibrationen verursacht werden. Das neue modulare Design des PFS4 trennt den Detektorbereich vom Objektivrevolver, um die Belastung des z-Antriebs zu reduzieren. Die Wärmeabgabe wurde praktisch eliminiert, um eine sehr stabile Bilderzeugungsumgebung zu schaffen.