N-STORM

Zehnfach erhöhte Auflösung in x, y und z.

Die STochastische Optische Rekonstruktions-Mikroskopie (STORM) baut ein Fluoreszenzbild mit Super-Resolution durch hochgenaue Lokalisierungsinformationen individueller Fluorophore in komplexen fluoreszierenden Proben auf. N-STORM nutzt Nikon's leistungsstarkes, inverses Forschungsmikroskop Ti2-E und verwendet eine extrem präzise Mehrfarbenlokalisierung und -rekonstruktion in drei Dimensionen (xyz), um hochaufgelöste Bilder mit der zehnfachen Auflösung herkömmlicher Lichtmikroskope zu ermöglichen (bis zu etwa 20 nm in xy).

Diese leistungsstarke Technologie ermöglicht die Visualisierung molekularer Wechselwirkungen auf der nanoskopischen Ebene und eröffnet neue wissenschaftliche Erkenntnisse.

Broschüre

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Hauptmerkmale

Zehnfache Verbesserung der axialen Auflösung bis zu 50 nm

Neben der lateralen Super-Auflösung realisiert N-STORM mit proprietären Methoden, die axiale Auflösung gegenüber herkömmlichen Lichtmikroskopen um das Zehnfache zu verbessern. Das Ergebnis sind Bilder mit 3D-Informationen in Nanometer-Dimensionen.

Mit der 3D-Bildstapel ("stack")-Funktion können Serien von 3D-STORM-Bildern mit verschiedenen Positionen entlang der Z-Achse aufgenommen und in einem Bild zusammengefügt werden, um STORM-Bilder mit einer axialen Ausdehnung und räumlich skalierter Information zu erstellen.

Tubulin in BSC-1-Zellen, markiert mit Alexa Fluor ® 648

Zehnfache Verbesserung der lateralen Auflösung bis zu 20nm

N-STORM ermittelt hochgenau die Lokalisierung für Tausende von einzelnen Fluorophoren pro Gesichtsfeldfeld, um sensationelle Super-Resolution-Bilder zu erzeugen, die eine räumliche Auflösung aufweisen, die zehnmal größer ist als bei herkömmlichen optischen Mikroskopen.

HeLa S3 Zellen, markiert mit Alexa Fluor ® 647 (NUP153) und ATTO 488 (TPR)

Mit freundlicher Genehmigung: Dr. Michael W. Davidson, National High Magnetic Field Laboratory, Florida State University

N-STORM-Bildaufzeichnung dynamischer Prozesse

Neu entwickelte Optik- und Beleuchtungssysteme, optimiert für die sCMOS-Technologie, haben die Bildaufnahmeraten um das bis zu 10-fache erhöht. Mit den verkürzten Aufnahmegeschwindigkeit vom Minuten- auf den Sekundenbereich* können dynamische Ereignisse in lebenden Proben nun mit molekularer Auflösung erfasst werden.

* Im Hochgeschwindigkeitsmodus (20 μm x 20 μm Imaging Area)

Bildaufnahmerate: 350 fps (frames per second)
30 min Zeitraffer-Aufnahme mit 1 min Intervall

Mehrfarb-Aufzeichnungen möglich

Für die Darstellung von mehrfach-markierten Fluoreszenzpräparaten mit N STORM Super-Resolution stehen sowohl Aktivator-Reporter Paare bei sequentieller als auch Aktivator-freie Fluorochrome bei kontinuierlicher Aktivierung zur Verfügung. Diese Flexibilität gestattet schlüssige Erkenntnisse über Lokalisation und Interaktion unterschiedlicher Proteine auf molekularem Level.

3-Farb STORM-Bild einer CV-1-Zelle gefärbt mit Antikörpern gegen Alpha-Tubulin (Alexa Fluor® 647; Magenta), Caveolin (Alexa Fluor® 555; rot) und F-Aktin, markiert mit Alexa Fluor® 488-Phalloidin (grün)

High-Definition Bilder

Neu entwickelte Optiken für die Anregung und verbesserte Bildaufnahmeraten sorgen für eine erhöhte Lokalisationsdichte der Fluorochrome, was zu klareren Bildern makromolekularer Strukturen führt.

Links: Verbesserte Bildqualität, rechts: Vor der Verbesserung

Maßstab: 5 µm

Die Super-Resolution Bildqualität wird in derselben Aufnahmezeit erheblich verbessert.

Probe: Tubulin einer mit Alexa Fluor® 647 markierten BSC-1-Zelle, Erfassungszeit: 20 Sekunden

Bildaufnahmen von großen Präparatflächen

Für den Abbildungsstrahlengang wurde eine neue Zwischenzoom-Optik entwickelt und so optimiert, dass ein größeres Gesichtsfeld auf den Sensor der Kamera trifft. Im Großfeld-Modus werden N-STORM Bilder aus Präparatflächen von 80 μm x 80 μm erreicht - eine 4-fache Vergrößerung der abgebildeten Bereiche im Präparat (Gesichtsfelder) im Vergleich zu früheren Systemen

Links: 4-fach größerer Probenbereich, 80 μm x 80 μm (Großfeld-Modus)

Rechts: Abgebildetes Gesichtsfeld des konventionellen Systems, 40 µm x 40 µm, entspricht dem roten Rahmen links

Präparat: Mitochondrien-Färbung mit Alexa Fluor® 649-konjugiertem TOM20

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

Ein N-STORM Super-Resolution Mikroskop ist mit konfokaler Laser-Scanning-Mikroskopie mit dem AX/AX R 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.

Objektive für N-STORM

Silikon-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

Ca. 6,5 μm tiefe Präparatschicht. Links: Objektiv CFI SR HP Plan Apochromat Lambda S 100XC Sil, rechts: Objektiv CFI SR HP Apochromat TIRF 100XC Öl

Ölimmersionsobjektive

Diese Objektive bieten die für die N-STORM-Mikroskopie erforderlichen hohen numerischen Aperturen. Die Objektive der Serie HP sind unempfindlich auch gegenüber relativ hohen Laserleistungen, die für das schnelle Photoschalten von Fluorophoren benötigt werden. Sie bieten eine verbesserte Korrektur der chromatischen Längsaberration, um höchste Genauigkeit bei der Lokalisation und Bildeinrichtung für 3D-Mehrfarben-STORM-Bildgebung zu erreichen. Der Korrekturring der AC-Objektive kann mit dem motorisierten Autokorrekturring-Modul für das inverse Mikroskop Ti2-E einfach und präzise eingestellt werden.