徠卡課堂|細(xì)胞探秘之旅——多維度解析細(xì)胞生命活動(dòng)

細(xì)胞是生命的基本單位，細(xì)胞生物學(xué)是研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的學(xué)科。細(xì)胞生物學(xué)研究熱點(diǎn)主要聚焦在細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)、細(xì)胞信號(hào)通路、細(xì)胞器功能和結(jié)構(gòu)解析、能量代謝和表觀遺傳等方面，細(xì)胞生物學(xué)研究難點(diǎn)在于細(xì)胞是非常精密且微小的單位，而觀察設(shè)備存在空間、時(shí)間以及分辨率上的限制。

隨著顯微鏡和染色技術(shù)的改進(jìn)，科學(xué)家們能夠看到越來(lái)越多的細(xì)胞內(nèi)部細(xì)節(jié)。范·列文虎克使用的顯微鏡可能把標(biāo)本放大了幾百倍。今天，高分辨率熒光顯微鏡可以在微米及以下范圍觀察細(xì)胞器的形狀，借助活細(xì)胞工作站可以將細(xì)胞的生命活動(dòng)完整記錄下來(lái)；通過(guò)激光掃描共聚焦顯微鏡，可以對(duì)細(xì)胞進(jìn)行三維光學(xué)切片成像，使研究人員能夠生成細(xì)胞的詳細(xì)三維圖像；利用STED納米顯微鏡可以探究細(xì)胞器內(nèi)部結(jié)構(gòu)、離子通道的亞基甚至分子水平的精細(xì)結(jié)構(gòu)信息……想要充分?jǐn)U展自己的研究成果并獲得高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，選擇合適的顯微成像方法至關(guān)重要。

細(xì)胞生物學(xué)研究痛點(diǎn)

STED是基于STELLARIS共聚焦平臺(tái)純光學(xué)超高分辨技術(shù)，結(jié)合快速熒光壽命采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)XY軸30nm分辨率極限。同時(shí)運(yùn)用FLIM Phasor技術(shù)可顯著降低STED激光能量，適用于活細(xì)胞超高成像。TauSTED特別適合應(yīng)用于組織和細(xì)胞內(nèi)微小結(jié)構(gòu)和物質(zhì)的觀察，如膜蛋白與膜微結(jié)構(gòu)域、細(xì)胞器內(nèi)部的微小結(jié)構(gòu)觀察、細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)、神經(jīng)元突觸研究、細(xì)菌內(nèi)部的物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究、病毒學(xué)研究、蛋白復(fù)合物研究等等。

 

 

 

TIRF（全內(nèi)反射熒光顯微鏡）主要應(yīng)用方向：細(xì)胞膜成像、囊泡運(yùn)輸、單分子示蹤、受體動(dòng)力學(xué)變化/聚集、受體超分辨成像、體外蛋白研究、細(xì)胞骨架組裝、胞吞胞吐、細(xì)胞粘附、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)。

 

STELLARIS FALCON是Leica最新的集成整合方案，將FLIM結(jié)合到STELLARIS共聚焦平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)快速FLIM數(shù)據(jù)采集。

目前，F(xiàn)LIM技術(shù)越來(lái)越多的應(yīng)用到生物學(xué)研究中，常見的應(yīng)用有測(cè)定分子相互作用FLIM-FRET，環(huán)境感知和組分分離等，在活細(xì)胞中典型應(yīng)用就是利用FLIM-FRET研究活細(xì)胞分子相互作用。

排除熒光漂白和淬滅對(duì)FRET測(cè)定的影響，精準(zhǔn)測(cè)量分子間相互作用強(qiáng)度。無(wú)需考慮acceptor熒光，實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單?？蛇M(jìn)行離體活細(xì)胞和在體活細(xì)胞快速FLIM-FRET測(cè)量。

活細(xì)胞解決快速成像

細(xì)胞是組成生命個(gè)體的基本單位，實(shí)時(shí)在線研究細(xì)胞的增殖、代謝、凋亡和應(yīng)激反應(yīng)，有助于了解細(xì)胞的生命規(guī)律，通過(guò)現(xiàn)象揭示生命本質(zhì)。

THUNDER高分辨活細(xì)胞解決方案

STELLARIS Lightning

細(xì)胞生物學(xué)研究已經(jīng)不再局限于細(xì)胞層面觀察，而是聚焦于亞細(xì)胞器、染色體、離子通道等細(xì)小結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)寬場(chǎng)熒光顯微鏡雖然有成像速度快、光毒性低的有點(diǎn)，但是空間分辨率并不能滿足對(duì)亞細(xì)胞器更精細(xì)結(jié)構(gòu)解析的分辨率需求。Leica STELLARIS Lightning超分辨系統(tǒng)基于共聚焦平臺(tái)，XY分辨率達(dá)到120nm，Z方向達(dá)到了200nm，超越了普通共聚焦光學(xué)極限。

 

STELLARIS的每個(gè)檢測(cè)器都是光譜式檢測(cè)器，可以實(shí)現(xiàn)410nm-850nm光譜檢測(cè)，配備485-685nm或440-790nm白激光，譜線任意可調(diào)，滿足染料最佳激發(fā)譜線需求。白激光和HyD檢測(cè)器實(shí)現(xiàn)激發(fā)和發(fā)射光譜檢測(cè)自由。STELLARIS共聚焦平臺(tái)使用棱鏡分光和狹縫檢測(cè)，在任意波長(zhǎng)都可以有非常高的分光效率，利用熒光信號(hào)。

 

TauSense時(shí)間分辨共聚焦成像系統(tǒng)

NE-115細(xì)胞同時(shí)標(biāo)記了actin-mNeonGreen、Mitotracker Green、細(xì)胞核Red和SiR-tubulin共4種熒光染料，但由于LifeAct-mNeonGreen和Mitotracker Green的發(fā)射光譜高度重疊，NuC Red和SiR-tubulin的發(fā)射光譜高度重疊，所以在用常規(guī)共聚焦（左圖）拍攝時(shí)只能體現(xiàn)出兩種信號(hào)的差異。而在TauSeparation模式下（右圖），基于平均光子到達(dá)時(shí)間AAT，我們使用一個(gè)檢測(cè)器就可以同時(shí)將這兩種發(fā)射光譜重疊的染料區(qū)分出來(lái)（LifeAct-mNeonGreen-紅色，Mitotracker Green-綠色，Nuc Red–青色，SiR-tubulin–品紅色），所以只需要使用兩個(gè)檢測(cè)器，就可以得到這幅沒(méi)有串色的4色熒光圖像了。

活體動(dòng)物、類器官水平

STELLARIS DIVE光譜式多光子顯微成像系統(tǒng)

 

多光子FLIM在活體細(xì)胞水平研究藥物靶向作用機(jī)理

用FLIM-FRET研究藥物對(duì)胰腺導(dǎo)管腺癌(PDAC)的靶向作用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)腫瘤不同微區(qū)的單細(xì)胞反應(yīng)的觀察。

STELLARIS DLS光片成像

Leica STELLARIS共聚焦平臺(tái)可以無(wú)縫升級(jí)light sheet功能，升級(jí)后一套儀器同時(shí)擁有完整的共聚焦和光片的功能。Leica DLS數(shù)字光片技術(shù)可快速實(shí)現(xiàn)雙側(cè)照明，具有光毒性低，成像速度快，適合3D成像的優(yōu)點(diǎn)。DLS和雙光子共聚焦搭配，可以實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)損傷和快速光片成像相結(jié)合。

 

Leica激光顯微切割優(yōu)勢(shì)

THUNDER Imager EM Cryo CLEM冷凍光電聯(lián)用助力細(xì)胞超精細(xì)結(jié)構(gòu)解析

傳統(tǒng)光電聯(lián)用受限于光鏡分辨率，熒光數(shù)據(jù)在電鏡下目標(biāo)不明確，THUNDER Cryo-CLEM是冷凍光電聯(lián)用專用設(shè)備，具有分辨率高可以精準(zhǔn)識(shí)別細(xì)胞結(jié)構(gòu)，在相關(guān)工作流程中平穩(wěn)、安全傳送坐標(biāo)、圖像和樣本。

徠卡冷凍光電聯(lián)用優(yōu)勢(shì)：

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