Микроскопы сверхразрешения Nikon позволяют преодолеть дифракционный предел и получить разрешение, в разы превышающее значения, получаемые в классической оптической микроскопии. За счет специализированной обработки и особого освещения достигается невероятное улучшение качества изображения. Программное обеспечение позволяет провести анализ снимков и исследовать наноскопические структуры и их функции в живых клетках.
С помощью высокочастотного структурированного освещения модель N-SIM достигает разрешения в 115 нм, что ранее считалось недостижимым результатом для оптического микроскопа. Кроме того, обеспечивая временное разрешение 0,6 сек/кадр, микроскоп N-SIM делает возможным съемку с временным разрешением молекулярных взаимодействий живых клеток с высоким пространственным разрешением. Живые образцы можно держать в оптимальных условиях окружающей среды с помощью инкубатора установленного на предметный столик и специально разработанного для N-SIM.
Новый микроскоп сверхвысокого разрешения Nikon N-SIM дает возможность исследовать структуру и функции живых клеток на наноуровне.
Разрешение традиционных оптических микроскопов, даже оснащенных объективами с высокой числовой апертурой, ограничено дифракцией и составляет не более 200 нм.
Используя высокочастотное структурированное освещение, микроскоп Nikon N-SIM может обеспечить разрешение до 85 нм (при возбуждении лазером 488 нм, в режиме TIRF-SIM), что ранее считалось невозможным для оптических микроскопов. Кроме того, при временной разрешающей способности до 0,6 сек/кадр (в режиме 2D-SIM/TIRF-SIM), микроскоп N-SIM обеспечивает съемку со сверхвысоким разрешением динамических процессов молекулярного взаимодействия в живых клетках.
В микроскопии структурированного освещения неизвестная клеточная наноструктура изучается путем анализа муарового рисунка, появляющегося при освещении образца высокочастотным структурированным излучением.
Сочетая технологию структурированного освещения с использованием высокоапертурного объектива Nikon CFI Apo TIRF 100x oil (числовая апертура 1,49), микроскоп N-SIM обеспечивает пространственное разрешение почти в два раза превышающее разрешение обычных оптических микроскопов (до приблизительно 85 нм при возбуждении лазером 488 нм, в режиме TIRF-SIM) и позволяет получить наглядное представление о мельчайших межклеточных структурах и их взаимодействии.
Микроскоп N-SIM также обеспечивает сверхбыстрое получение изображений. Временное разрешение составляет до 0,6 сек/кадр, что позволяет получать изображения живых клеток (в режиме TIRF-SIM/2D-SIM; получение изображений с временным разрешением до приблизительно 1 сек/кадр возможно в режиме 3D-SIM).
Режим TIRF-SIM/2D-SIM
Этот режим обеспечивает получение двумерных изображений сверхвысокого разрешения на высокой скорости и с невероятно высокой контрастностью. Режим TIRF-SIM использует преимущества наблюдения при флуоресценции полного внутреннего отражения с разрешением, в два раза превышающим разрешение обычных микроскопов TIRF, что позволяет лучше понять взаимодействие молекул на поверхности клетки.
Режим 3D-SIM
Наблюдение с использованием микроскопа N-SIM при сверхвысоким аксиальном разрешении обеспечивает получение оптического среза образцов при разрешении 300 нм в клетках и тканях толщиной до 20 ?м. Кроме того, в режиме 3D SIM устраняется фоновая флуоресценция, что позволяет получить высококонтрастное изображение.
Возможна комбинация с системой N-STORM на одном инвертированном микроскопе Ti.
Возможность установки до 5 различных лазеров
Модуль Nikon LU-5 — это система, предусматривающая установку до 5 различных лазеров, обеспечивающая естественное многоцветное изображение со сверхвысоким разрешением. Реальная цветопередача является существенной при исследовании динамического взаимодействия различных белков на молекулярном уровне.
Принципы микроскопии структурированного освещения
Аналитическая обработка записанных муаровых изображений с помощью математических методов позволяет восстановить структуру образца со сверхвысоким разрешением.
Использование лазерной интерференции высоких пространственных частот для освещения структуры внутри образца дает муаровые интерференционные полосы, которые фиксируются. Эти муаровые интерференционные полосы включают модулированную информацию о структуре образца с более высоким разрешением.
В процессе обработки изображения эта информация восстанавливается, что позволяет достичь разрешения, превышающего разрешение обычных оптических микроскопов.
Муаровые изображения содержат информацию о мельчайших структурах внутри образца. Фиксируются многочисленные фазы и ориентации структурированного освещения, а информация «сверхвысокого разрешения» извлекается из муаровых интерференционных полос. Эта информация комбинируется математически в «Фурье-пространстве» или апертурном пространстве, затем трансформируется обратно в пространство изображения, что позволяет получить изображение с разрешением, в два раза превышающим обычный предел.
Извлечение информации о структуре образца осуществляется путем анализа изображений в трех ориентациях, что позволяет в результате математической обработки создать изображения сверхвысокого разрешения.
Захват информации высокого разрешения, высокой пространственной частоты ограничен числовой апертурой (NА) объективов, и пространственные частоты структуры за пределами апертуры оптической системы не фиксируются.
Освещение образца высокочастотным структурированным излучением позволяет получить изображение со сверхвысоким разрешением в пределах апертуры оптической системы.
Когда эта информация о «сверхвысоком разрешении» математически комбинируется со стандартной информацией, полученной посредством линз объектива, результатом становится удвоение значения NA и, соответственно, разрешения оптической системы.
Технические характеристики NIKON N-SIM:
| Разрешение по XY | Приблизительно 100 нм (до 85 нм: теоретически, в режиме TIRF-SIM, 488-нм возбуждение) |
| Разрешение по оси Z | Приблизительно 300 нм |
| Скорость захвата изображения | До 0,6 сек/кадр (TIRF-SIM/2D-SIM) До 1 сек (3D-SIM) (необходимо еще 1-2 сек для подсчета) |
| Режим получения изображений | TIRF-SIM (сверхвысокое разрешение TIRF XY) 2D-SIM (сверхвысокое разрешение по осям XY, до 3 мкм вглубь) 3D-SIM (сверхвысокое разрешение по осям XYZ, до 20 мкм вглубь) |
| Многоцветные изображения | До 5 цветов |
| Совместимый лазер | Стандарт: 488 нм, 561 нм Опционально: 457 нм, 515 нм, 532 нм |
| Совместимые микроскопы | Моторизованный инвертированный микроскоп ECLIPSE Ti-E Система «идеального фокуса» Perfect Focus System Кодированный моторизированный XY стол Пьезо -столик |
| Объективы: | CFI Apo TIRF 100x oil (NA 1,49) CFI Plan Apo IR 60x water (NA 1,27) CFI SR Plan Apo IR 60X WI (NA 1,27) CFI SR Apo TIRF 100xH (NA 1,49) |
| Камера | Andor Technology iXon DU897 EMCCD |
| Программное обеспечение | NIS-Elements AR/NIS-Elements C (с конфокальным микроскопом A1) |
| Рекомендуемые условия | 25°C ± 0.5°C |
