Super-Resolution-Mikroskopsystem

Das Prinzip der stochastischen optischen Rekonstruktionsmikroskopie

Stochastische optische Rekonstruktionsmikroskopie (STORM) rekonstruiert ein hochauflösendes Bild, indem die hochgenaue Lokalisierungsinformation einzelner Fluorophore in drei Dimensionen und mehreren Farben kombiniert wird

N-STORM verwendet eine stochastische Aktivierung einer relativ kleinen Anzahl von Fluorophoren unter Verwendung von Licht sehr geringer Intensität. Diese zufällige stochastische "Aktivierung" von Fluorophoren ermöglicht eine zeitliche Trennung einzelner Moleküle, wodurch eine hochgenaue Gauß-Anpassung jedes Fluorophorbildes in XY ermöglicht wird. Durch den Einsatz spezieller 3D-STORM-Optiken kann N-STORM auch einzelne Moleküle entlang der Z-Achse mit hoher Präzision lokalisieren. Die rechnerische Kombination von Molekülkoordinaten in drei Dimensionen führt zu hochauflösenden 3D-Bildern.


Hochpräzise Z-Achsen-Positionserkennung

Unter Verwendung einer zylindrischen Linse, die Lichtstrahlen in X- oder Y-Richtung asymmetrisch kondensiert, können Z-Achsen-Molekülorte mit einer Genauigkeit von etwa 50 nm bestimmt werden. Der Ort in Z wird bestimmt, indem die Orientierung der durch Astigmatismus induzierten Streckung in der X- oder Y-Richtung und die Größe der Punkte außerhalb des Brennpunkts erfasst werden. 3D-Fluoreszenzbilder können durch Kombinieren der bestimmten Z-Achsen-Ortsinformationen mit XY-Achsen-Ortsinformationen rekonstruiert werden.


Vielzahl von photoschaltbaren Markern und Herangehensweisen bei der Markierung für hohe Lokalisierungsgenauigkeit

Verschiedene Arten von Aktivator-Reporter-Paaren und Aktivator-freie Markierungen sind verfügbar. Der Aktivator-Reporter-Farbstoffpaar-Ansatz liefert eine konsistente Lokalisierungsgenauigkeit zwischen den Kanälen, indem er den gleichen Reporterfarbstoff für verschiedene Kanäle nutzt. Jedes Farbstoffpaar besteht aus einem Aktivatorfarbstoff und einem Reporterfarbstoff, wobei der Aktivatorfarbstoff den Aktivierungszustand des Reporterfarbstoffs reguliert.

Aktivator-freie Marker bestehen nur aus bildgebenden Farbstoffen und ermöglichen so einfache Markierung und Probenpräparationstechniken, wie die konventionelle indirekte Immunfluoreszenz unter Verwendung konventioneller farbstoffkonjugierter Antikörper.