Nikon Instruments Inc. | Amériques
Artboard 1
fr Change Region

Global Site

Système de microscope à super résolution

Doubler la limite de résolution conventionnelle de l'imagerie accéléréedes cellules vivantes.

Le microscope N-SIM S à super résolution utilise un système d'éclairage structuré à grande vitesse unique pour atteindre des vitesses d'acquisition allant jusqu'à 15 f ps, permettant de capturer des processus biologiques rapides à une résolution spatiale deux fois supérieure à celle des microscopes optiques conventionnels (jusqu'à 115 nm en XY) . En combinant le N-SIM S et un microscope confocal, vous avez la possibilité de sélectionner un emplacement dans l'image confocale et de passer en super-résolution pour afficher la partie de l'emplacement souhaitée dans les moindres détails.

Télécharger Super-Resolution Brochure (15.87MB)


Caractéristiques-clés

Imagerie de haute résolution à haute vitesse à 15 fps

Le nouveau système d'éclairage structuré à grande vitesse de Nikon utilise une nouvelle technologie de modulation de motifs pour générer une permutation rapide et précise des motifs d'éclairage. Le N-SIM S atteint des vitesses d’acquisition incroyables (jusqu’à 15 fps*), ce qui permet une imagerie accélérée très rapide des cellules vivantes et de la dynamique intracellulaire.

* 2 modes D-SIM, 512 x 512 pixels, durée d'exposition de 2 ms

Endosomes d'une cellule COS7 marquée au YFP. Les mouvements rapides des endosomes sont capturés à haute résolution. Cette vidéo montre une comparaison avec une image à champ large.
Vitesse d'acquisition d'images: 6 images par seconde.
Mode d'imagerie: 3D-SIM.
Image offerte par: Yasushi Okada, MD, Ph.D., Département de physique, École supérieure des sciences, Université de Tokyo

Cône de croissance d’une cellule NG108 marquée avec GFP-Lifeact pour l’actine F. La formation d'une maille d'actine est capturée à grande vitesse. Cette vidéo montre une comparaison avec une image à champ large.
Vitesse d'acquisition d'images : 10 images par seconde
Mode d'imagerie TIRF-SIM
Image offerte par: Drs. Minami Tanaka et Kaoru Katoh, Institut national des sciences et technologies industrielles avancées (AIST)

Cellule HeLa exprimant un histone H2B-GFP. Visualisation des mouvements fins des domaines de la chromatine à différents endroits. Cette vidéo montre une comparaison avec une image à champ large.
Vitesse d'acquisition d'images: 3,9 fps
Mode d'imagerie 3D-SIM
Image coofferte par: Yuko Sato, Ph.D. et Hiroshi Kimura, Ph.D., Centre de biologie cellulaire, Institut de recherche innovante, Institut de technologie de Tokyo

Réticulum endoplasmique d’une cellule COS7 marquée avec SGFP2-sec61b. Les mouvements fins des réticules endoplasmiques peuvent être visualisés. Cette vidéo montre une comparaison avec une image à champ large.
Vitesse d'acquisition d'images : 3,9 fps
Mode d'imagerie 3D-SIM
Image offerte par : Ikuo Wada, Ph.D., Département des sciences cellulaires, Institut des sciences biomédicales, Université médicale de Fukushima, Drs. Shizuha Ishiyama et Kaoru Katoh, Institut national des sciences et technologies industrielles avancées (AIST)


Imagerie de cellules vivantes à une résolution deux fois supérieure à celle des microscopes optiques conventionnels

Le N-SIM S utilise l’approche novatrice de Nikon en matière de technologie de microscopie à illumination structurée. En associant cette puissante technologie aux objectifs renommés de Nikon, qui permettent une ouverture numérique inégalée de 1,49, le N-SIM S double presque (jusqu’à environ 115 nm *) la résolution spatiale des microscopes optiques conventionnels, permettant une visualisation détaillée des structures intracellulaires et de leurs fonctions d’interaction.

* Cette valeur correspond à la mesure FWHM de billes de 100 nm excitées avec un laser à 488 nm en mode 3D-SIM. En mode TIRF-SIM, on obtient 86 nm en utilisant des billes de 40 nm excitées avec un laser à 488 nm.

Image en super résolution (3D-SIM)

Image à grand champ classique

Microtubules dansune cellule B16 de mélanome marquée avec YFP
Objectif : CFI Apochromat TIRF 100x à l’huile (NA 1.49)
Vitesse de capture d'image : environ 1,8 sec/image (film)
Méthode de reconstruction : Tranche
Photographié avec la collaboration de : Dr. Yasushi Okada, Laboratoire de régulation de la polarité cellulaire, Centre de biologie quantitative, RIKEN

Image en super résolution (3D-SIM)

Image à grand champ classique

Reticulum endoplasmique (ER) dans les cellules HeLa vivantes marquées avec GFP
Objectif : CFI Apochromat TIRF 100x huile (NA 1.49)
Vitesse de capture d'image : environ 1,5 sec/image (film)
Méthode de reconstruction : Tranche
Photographié avec la collaboration de : Dr. Ikuo Wada, Institut des sciences biomédicales, École universitaire de médecine de, Fukushima


Permutation automatique entre les modes d'éclairage

La technologie d’éclairage structuré à haute vitesse, récemment développée, permet non seulement des taux d’acquisition rapides, mais également une permutation automatique entre les modes d’éclairage et l’optimisation automatisée des modèles d’éclairage structurés pour différentes longueurs d’onde et grossissements. Cette automatisation étendue permet une imagerie TIRF-SIM rapide en 2 couleurs ainsi que le multiplexage de différentes modalités SIM. Le N-SIM S offre des capacités de travail simplifiées et faciles à utiliser, que ce soit pour des expériences d'imagerie monomodales ou multimodales.


Acquérir des plus grands champs de vision

Le N-SIM S peut acquérir des images de super-résolution avec un grand champ de vision de 66 µm carré. Cette zone d'imagerie plus grande permet un rendement très élevé pour les applications / échantillons bénéficiant de champs de vision plus larges, tels que les neurones, ce qui réduit le temps et les efforts nécessaires pour obtenir des données.

Imagerie bicolore TIRF-SIM du cône de croissance d'une cellule NG108 marquée avec Alexa Fluor ® 488 pour l’actine F (vert) et Alexa Fluor ® 555 pour les microtubules (orange)
Taille de l'image reconstruite : 2048 x 2048 pixels (66 μm x 66 μm avec un objectif 100X)
Échantillon offert par : Drs. Shizuha Ishiyama et Kaoru Katoh, Institut national des sciences et technologies industrielles avancées (AIST)


Différents modes d'observation

TIRF-SIM/2D-SIM mode

Ce mode capture des images 2D de super-résolution à haute vitesse avec un contraste incroyable. Le mode TIRF-SIM permet l'observation de la fluorescence à réflexion interne totale à une résolution deux fois supérieure à celle des microscopes TIRF conventionnels, facilitant ainsi une meilleure compréhension des interactions moléculaires à la surface de la cellule.

Image TIRF-SIM

Image TIRF classique

Membrane plasmatique d'une cellule de mélanome B16 marquée avec YFP
Objectif : CFI Apochromat TIRF 100x huile (NA 1.49)
Photographié avec la collaboration de : Dr. Yasushi Okada, Laboratory for Cell Polarity Regulation, Quantitative Biology Center, RIKEN


Mode 3D-SIM

Le mode 3D-SIM génère des motifs d'illumination structurés en trois dimensions pour offrir une double amélioration des résolutions latérale et axiale. Deux méthodes de reconstruction ("slice" et "stack") sont disponibles pour optimiser les résultats en fonction des exigences de l'application (par exemple épaisseur de l'échantillon, vitesse, etc…). La reconstruction en tranche convient à l'imagerie de cellules vivantes à des profondeurs spécifiques, car elle permet une imagerie à super-résolution axiale avec une coupe optique à une résolution de 300 nm. La reconstruction de l’empilement, basée sur la théorie de Gustafsson, convient à l’acquisition de données de volume car elle permet d’imaginer des spécimens plus épais avec un contraste plus élevé que la reconstruction en tranche.

Image 3D-SIM

Image à grand champ classique

La bactérie Bacillus subtilis colorée avec une membrane de couleur rouge de Nil (rouge), et exprimant la protéine DivIVA de division cellulaire fusionnée à GFP (vert).
Le microscope à super-résolution permet une localisation précise de la protéine lors de la division.

Méthode de reconstruction : Tranche
Photos offertes par : Drs. Henrik Strahl et Leendert Hamoen, Centre de biologie cellulaire bactérienne, Université de Newcastle

3D-SIM (vue du volume)

Largeur : 26,16 μm, Hauteur: 27,11 μm, Profondeur: 3,36 μm

3D-SIM (projection maximale)

Kératinocytes de souris indirectement immunomarqués pour les filaments intermédiaires de kératine et visualisés avec des anticorps secondaires conjugués à Alexa Fluor® 488.

Méthode de reconstruction : Empilement

Photo avec l'aimable autorisation de : Dr. Reinhard Windoffer, Université RWTH Aachen

N-SIM S image
Z-stack of 3D-SIM ,19 stps, Z range: 2 μm

Confocal A1R image with 0.4AU Deconvolution
Z-stack ,19 stps, Z range: 2 μm

Sample information: Dendritic spine in mouse hippocampal neuron expressing GFP

Image courtesy of: Drs. Yutaro Kashiwagi and Shigeo Okabe, Department of Cellular Neurobiology, Graduate School of Medicine and Faculty of Medicine, The University of Tokyo.

Quantitative spine analysis with Z-stack of 3D-SIM, 35 stps, Z range: 4.2 um
Exposure time 100 msec, 120 sec interval
Time-lapse of 11 times
Excitation wavelength 488 nm

Sample information: Dendritic spine in mouse hippocampal neuron expressing GFP

Movie courtesy of: Drs. Yutaro Kashiwagi and Shigeo Okabe, Department of Cellular Neurobiology, Graduate School of Medicine and Faculty of Medicine, The University of Tokyo.


Imagerie simultanée à deux canaux

  • option

L'imagerie bicolore simultanée est possible en utilisant un adaptateur d'imagerie à deux caméras en option * et deux caméras sCMOS.

* Hamamatsu Photonics K.K.

Immediately before drug application 10 minutes after
20 minutes after 30 minutes after

Growth cone of NG108 cells.  Fascin (green): GFP-Fascin, Actin (red): LifeAct-KO  Objective Lens : CFI SR HP Apochromat TIRF 100xC oil

Using image splitting optical system, dual color time-lapse images were captured after application of drug solution. The time course was recorded that fascin was dissociated from the actin bundles and filamentous actin changed their pattern. Co-localization of fascin and actin and dissociation of fascin were well demonstrated. Optic aberrations and image distortion were adjusted to be less than 30 nm.

Movie courtesy of: Dr. Minami Tanaka, Dr. Kaoru Katoh, Biomedical Research Institute Molecular Neurobiology Group, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology


Permutation transparente entre les modalités d'imagerie pour des expériences à multi-échelles

Le N-SIM S peut être combiné simultanément avec un microscope confocal tel que le A1+. Un emplacement souhaité dans un échantillon peut être spécifié dans une image confocale à grand grossissement / grand champ de vision et acquise en super-résolution en changeant simplement la méthode d'imagerie. La combinaison d'un microscope confocal avec un système de super-résolution peut fournir une méthode pour obtenir des vues contextuelles plus importantes d'informations de super-résolution.

Sélectionner l'emplacement pour acquérir une image SIM dans une image confocale

Acquérir l'image SIM de l'emplacement sélectionné


Objectifs pour les microscopes à super-résolution

Objectifs d'immersion en silicone

Les objectifs à immersion en silicone utilisent une huile de silicone de haute viscosité avec un indice de réfraction proche de celui des cellules vivantes en tant que liquide d'immersion. En raison de cette compatibilité améliorée de l'indice de réfraction, ces objectifs peuvent améliorer la capacité et la résolution de collecte des photons lors de l'imagerie de super-résolution plus profonde dans l'échantillon. Ils présentent une correction de l'aberration chromatique supérieure et une transmittance élevée sur une large gamme de longueurs d'onde.

CFI SR HP Plan Apochromat Lambda S 100XC Sil

Les capteurs intégrés détectent le statut des composants du microscope


Objectifs d'immersion

Les objectifs de la série SR sont alignés et inspectés à l'aide de la technologie de mesure de l'aberration du front d'onde afin de garantir la plus faible aberration asymétrique et des performances optiques supérieures requises pour l'imagerie à super-résolution. Les objectifs du modèle HP offrent une durabilité de l'excitation laser ultra haute puissance et une correction améliorée de l'aberration chromatique axiale, éliminant le besoin de changer d'objectif entre les systèmes N-SIM S et N-STORM. Les objectifs de type CA qui supportent le collier de correction automatique du microscope Ti2-E permettent un réglage précis et facile du collier de correction.

CFI SR HP Apochromat TIRF 100XC à l’huile

CFI SR HP Apochromat TIRF 100XAC à l’huile


Objectifs secs

Le N-SIM S est compatible avec les objectifs secs, ce qui permet d'obtenir des images à super-résolution et des images confocales sans changer d'objectif. Les lentilles sèches à champ large et à faible grossissement permettent une observation à haute résolution, même à la périphérie des échantillons de tissus.

* Les objectifs secs prennent en charge 2D-SIM et 3D-SIM (reconstruction de tranche)