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Super-Resolution-Mikroskop-System

Ein kompaktes Super-Resolution Mikroskop-System mit strukturierter Beleuchtung (SIM), das dieselbe hohe Auflösung wie das System N-SIM S.

Das N-SIM E ist so konsequent mit Fokus auf die Kernfunktionen der Mikroskopie mit strukturierter Beleuchtung (SIM) konstruiert, dass es die doppelt so hohe Auflösung im Vergleich zu konventionellen Fluoreszenzmikroskopen leistet, und das bei einem sehr guten Preis-/Leistungsverhältnis. Durch die Kombination des N-SIM E mit einem konfokalen Mikroskop können Regionen im konfokalen Bild ausgewählt und nach einfacher Umschaltung mehr Detailstrukturen mit doppelt erhöhter Auflösung in SIM darzustellen.

Download N-SIM E Broschüre (6.16MB)

Download Super-Resolution Broschüre (15.68MB)


Hauptmerkmale

Doppelt verbesserte Auflösung herkömmlicher Fluoreszenzmikroskopie

Das Mikroskop-System N-SIM E profitiert von Nikon's innovativem Konzept für “strukturierte Beleuchtungs-Mikroskopie”. Durch die Kombination dieser leistungsstarken SIM-Technologie mit den renommierten Objektiven von Nikon, mit numerischen Aperturen (NA) bis zu unerreichten 1.49, verdoppelt das N-SIM E die räumliche Auflösung konventioneller Lichtmikroskope auf etwa 115 nm * und ermöglicht die detaillierte Visualisierung winziger biologischer Strukturen und ihrer Wechselwirkungen.

* Dieser Wert repräsentiert die FWHM-Messung von 100-nm-beads, die mit einem 488-nm-Laser im 3D-SIM-Modus angeregt wurden.

Hochaufgelöstes Bild (3D-SIM)

Konventionelles Weitfeld-Bild

Mikrotubuli in B16 Melanom Zelle, markiert mit YFP:
Objektiv: CFI Apochromat TIRF 100x Öl (NA 1.49)
Bildaufnahmegeschwindigkeit: ca. 1,8 sec/Bild (Film)
Rekonstruktionsmethode: Schnittebene ("slice")
Die Aufnahme erfolgte unter der Mitwirkung von: Dr. Yasushi Okada, Laboratory for Cell Polarity Regulation, Quantitative Biology Center, RIKEN

Hochaufgelöstes Bild (3D-SIM)

Konventionelles Weitfeld-Bild

Endoplasmatisches Retikulum (ER) in lebenden HeLa-Zellen, GFP markiert.
Objektiv: CFI Apochromat TIRF 100x Öl (NA 1.49)
Bildaufnahmegeschwindigkeit: ca. 1,5 sec/Bild (Film)
Rekonstruktionsmethode: "slice"
Die Aufnahme erfolgte unter der Mitwirkung von: Dr. Ikuo Wada, Institute of Biomedical Sciences, Fukushima Medical University School of Medicine


Schnelle zeitliche Auflösung 1 s/Bild für hochauflösende Mikroskopie

Das N-SIM E realisiert bei strukturierter Beleuchtung eine schnelle Bildrate mit einer Zeitauflösung von ca. 1 s pro SIM-Bild, was für sehr viele Life Cell Imaging Experimente hervorragend geeignet ist.


Aufnahme großer Gesichtsfelder

Mit dem Mikroskop-System N-SIM E können Bilder mit der doppelten Auflösung über ein großes Gesichtsfeld (F.O.V.) von 66 μm im Quadrat aufgenommen werden. Dieses Erfassen von verhältnismäßig großflächigen Präparat Bereichen pro SIM-Bild führt zu einem erhöhten Durchsatz bei Anwendungen / Proben, die von größeren Bildausschnitten profitieren, wie beispielsweise beim Darstellen von Netzwerken vieler Neuronen. Dadurch werden letztendlich Zeit- und Arbeitsaufwand für die Datenerfassung verringert.

Rekonstruierte Bildgröße: 1024 x 1024 Pixel (33 μm x 33 μm mit einem 100X-Objektiv)

Rekonstruierte Bildgröße: 2048 x 2048 Pixel (66 μm x 66 μm mit einem 100X-Objektiv)

Doppel-Fluoreszenz TIRF-SIM-Aufnahme des Wachstumskegels von NG108-Zellen, markiert mit Alexa Fluor ® 488 für F-Aktin (grün) und Alexa Fluor ® 555 für Mikrotubuli (orange)

Beispiel mit freundlicher Genehmigung von: Drs. Shizuha Ishiyama and Kaoru Katoh, The National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)


Axiale Superauflösung mit 3D-SIM-Modus

Der 3D-SIM-Modus erzeugt strukturierte Beleuchtungsmuster in drei Dimensionen, um eine zweifache Verbesserung sowohl der lateralen als auch der axialen Auflösung zu erzielen. Zwei Rekonstruktionmethoden - “slice” (“Schnittebene”) und “stack” (“Stapel”) - stehen zur Verfügung, um die Ergebnisse entsprechend den Gegebenheiten und Prioritäten bei der jeweiligen Anwendung zu optimieren (z. B. Probendicke, Geschwindigkeit der Prozesse usw.). Die “slice”-Rekonstruktion eignet sich für die Aufnahme relativ dünner, lebender Zellbereiche in einer bestimmten Fokusebene, wobei die axiale Ausdehnung der optischen Schnittebene bei 300 nm liegt. Die auf der Gustafsson-Theorie beruhende “stack”-Rekonstruktion eignet sich zur Erfassung von hochaufgelösten Volumendaten, da sie dickere Proben, z.B. Zellkerne mit höherem Kontrast als die “slice”-Rekonstruktion abbilden kann.

3D-SIM-Bild

Konventionelles Weitfeld-Bild

Bacillus subtilis Bakterium. Membranfärbung mit Nil Rot (rot) und Expression des Zellteilungsproteins DivIVA über GFP (grün). Mit dem Super-Resolution-Mikroskop gelingt die feine Lokalisation des Proteins während der Zellteilung.
Das ultrahochauflösende Mikroskop ermöglicht eine genaue Lokalisierung des Proteins während der Teilung.
Rekontruktionsmethode: "Schnittebene" ("slice")

Mit freundlicher Genehmigung: Drs. Henrik Strahl and Leendert Hamoen, Centre for Bacterial Cell Biology, Newcastle University

3D-SIM (Volumenansicht)

Breite: 26,16 μm, Höhe: 27,11 μm, Tiefe: 3,36 µm

3D-SIM (Maximum Projektion)

Maus Keratinozyte, indirekte Immunfärbung der Keratin Intermediärfilamente, markiert mit Alexa Fluor® 488 konjugiertem sekundären Antikörper.
Rekonstruktionsmethode: "Stapel" ("stack")

Mit freundlicher Genehmigung: Dr. Reinhard Windorffer, RTWH Aachen.


Nahtloses Umschalten zwischen Imaging-Techniken bei Experimenten auf verschiedenen Vergrößerungs- und Auflösungsebenen.

Ein N-SIM E Super-Resolution Mikroskop ist mit konfokaler Laser-Scanning-Mikroskopie mit dem A1 + direkt kombinierbar. Interessierende Bereiche können erst konfokal über ein relativ großes Gesichtsfeld (F.O.V.) und - nach Markierung des gewünschten Detailausschnitts - unmittelbar mit Super-Resolution dargestellt werden. Diese Kombinierbarkeit konfokaler mit Super-Resolution-Mikroskopie begünstigt Untersuchungen, bei denen die Detailinformation in Super-Resolution in den Kontext gesamter Ansichten von Zellen und Geweben zu setzen ist.

Konfokales Bild mit selektierter Region, die mit SIM aufgenommen werden soll

Das SIM-Bild


Super-Resolution mit drei Farbkanälen

Für das N-SIM E stellt die kompakte Lasereinheit LU-N3-SIM mit 3 Lasern die am häufigsten verwendeten Wellenlängen (488, 561 und 640 nm) zur Verfügung. Das ermöglicht die Super-Resolution Mikroskopie mit strukturierter Beleuchtung mit mehreren Fluoreszenzfarb-Markierungen, z.B. die Untersuchung dynamischer Wechselwirkungen zwischen mehreren Proteinen bis auf molekularen Ebenen.


Objektive für Super-Resolution-Mikroskopie

Silikonöl-Immersionsobjektive

Mit diesen Objektiven wird hochviskoses Silikonöl als Immersionsmedium verwendet, das einen Brechungsindex hat, der dem von lebenden Zellen sehr nahe kommt. Aufgrund dieser verbesserten Kompatibilität der Brechungsindizes können diese Objektive mehr Photonen einsammeln und realisieren bessere Auflösung, insbesondere dann, wenn Super-Resolution Mikroskopie tiefer in der Probe durchgeführt wird. Die Silikonöl-Objektive weisen eine hervorragende chromatische Aberrationskorrektur und hohe Transmission über einen breiten Wellenlängenbereich auf.

CFI SR HP Plan Apochromat Lambda S 100XC Sil

Areal Hirnschnitt Maus markiert mit tdTomato exprimierenden Neuronen


Immersionsobjektive

Die Objektive der Serie SR werden mithilfe der Wellenfrontaberrations-Messtechnologie justiert und überprüft, um eine möglichst geringe asymmetrische Aberration und eine exzellente optische Qualität zu gewährleisten, die für die Super-Resolution Mikroskopie erforderlich ist. Die Objektive der Serie HP sind unempfindlich auch gegenüber relativ hohen Laserleistungen, und zeigen eine verbesserte Korrektur der chromatischen Längsaberration, wodurch die Objektive in beiden Super-Resolution-Systemen N-SIM S- und N-STORM benutzt werden können. Der Korrekturring der AC-Objektive kann mit dem motorisierten Autokorrekturring-Modul für das inverse Mikroskop Ti2-E einfach und präzise eingestellt werden.

CFI SR HP Apochromat TIRF 100XC Öl

CFI SR HP Apochromat TIRF 100XAC Öl


Trockenobjektive

Das Mikroskopieren mit N-SIM E ist kompatibel mit Trockenobjektiven und ermöglicht sowohl die Super-Resolution- als auch die konfokale Mikroskopie ohne Objektivwechsel. Die Trockenobjektive mit der relativ geringen Vergrößerung, aber dem größeren Gesichtsfeld ermöglichen hochauflösende Bildaufzeichnung sogar an der Peripherie von Gewebeproben.

* Trockenobjektive unterstützen 2D-SIM und 3D-SIM ("slice"-Rekonstruktion)