Tiefere Einblicke dank konfokaler Mikroskopie im NIR-Spektrum

Die verbesserten Technologien des Systems ermöglichen ein erweitertes Multiplexing für detailgenauere Darstellung.

So erweitert die NIR-Bildgebung das Spektralprofil bei Anregung und Detektion (λ_Ex bzw. λ_Em) im FV4000 System. Dadurch können zusätzliche Farbstoffe verwendet werden, um die Überlappung von Emissionssignalen zu minimieren.

• Multiplexing von bis zu sechs Kanälen mit aktualisierter TruSpectral Technologie und unseren hochempfindlichen SilVIR Detektoren
• Hocheffizientes Volumenphasenhologramm(VPH)-Gitter mit Spalt zur Erfassung eines Wellenlängenbereichs* von 400 nm bis 900 nm mit einem minimalen Schritt von 1 nm – bisher einmalig in der Branche
• Erweiterte Fluorochrom-Auswahl mit bis zu sechs Kanälen von Breitband- oder rotverschobenen Detektoren zur Minimierung von Schäden und Reduzierung von Autofluoreszenz
• Bis zu 10 Laserlinien von 405 nm bis 785 nm parallel dank modularem Laser-Combiner
   

  *Stand März 2023.

• Mit 6 Fluorochromen markierte HeLa-Zellen. Zellkerne (DAPI; blau), Zellmembran (AF488; grün), Kernpore (AF561; gelb), Mikrotubuli (Qdot605; magenta), Mitochondrien (MitoTracker DeepRed; cyan), Aktin (AF750 Phalloidin; grau).

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Zur Erstellung des zusammengesetzten Bildes wurden insgesamt 77 Vierkanal-XYZ-Positionen (11 × 7) mit einem 1K-Resonanz-Scanner innerhalb von 16 Minuten aufgenommen. Ein Galvanometerscanner hätte dafür 2 Stunden gebraucht. Der koronale Abschnitt des Gehirns einer Maus aus der H-Linie, cyan; DAPI (Zellkerne), grün; YFP (Neuron), gelb; Cy3-Astrozyten, magenta; AlexaFluor 750 (Mikrotubuli). Bildquelle: Takako Kogure und Atsushi Miyawaki, Cell Function Dynamics, RIKEN CBS.

Hochauflösende 3D-Bilder von dicken Proben

HeLa-Zellsphäroid, markiert mit DAPI (cyan, Zellkerne) und AlexaFluor790 (magenta, Ki-67). Die Abbildung des Gesamtvolumens des Sphäroids war mit NIR 785 nm möglich; für die Betrachtung von Zellkernen im Oberflächenbereich reichte ein 405-nm-Laser.

Bei der Aufnahme dickerer Proben können mit dem FV4000 Mikroskop 3D-Bilder in hoher Auflösung aufgenommen werden.

• Die größere Wellenlänge des NIR-Spektrums, die dank des großen Dynamikbereichs und der Empfindlichkeit des SilVIR Detektors zur Verfügung steht, reicht tiefer in das Gewebe.
• So können tiefer liegende Schichten mit weniger Streuung und Absorption aufgenommen werden, da lichtstreuende Verbindungen wie Melanin und Häm weniger Licht im Spektrum von 700 und 1500 nm absorbieren.
• Der Diodenlaser des FV4000 Systems mit Wellenlängen von 685 nm, 730 nm und 785 nm ermöglicht eine Bildgebung deutlich tieferer Schichten als mit Lasern im sichtbaren Spektrum.
• Silikonobjektive mit hoher numerischer Apertur minimieren sphärische Aberration, und Silikonöl trocknet nicht aus, was beides vorteilhaft für Zeitrafferaufnahmen ist.
• Die Gesamtbildqualität und die Z-Auflösung können durch die TruSight Dekonvolution verbessert werden, um beeindruckende 3D-Bilder von dicken Proben zu erhalten.
• Der Arbeitsablauf von der Aufnahme bis zur Veröffentlichung erfolgt dank spezieller cellSens Software-Algorithmen nahtlos.

Klare Bilder selbst in tiefen Ebenen

Bei Kombination des FV4000 Mikroskops mit unseren Silikon-Immersionsobjektiven können klare Bilder von Merkmalen und Strukturen auch in tiefen Probenebenen aufgenommen werden. Silikonöl hat einen Brechungsindex, der dem von Lebendzellen oder Gewebe ähnelt, wodurch die sphärische Aberration im Vergleich zu Luft, Wasser oder anderen Ölen stark reduziert wird. Dank der geringeren Aberration sind somit kontrastreichere Bilder tieferer Ebenen der Probe möglich. Silikon-Immersionsöl trocknet bei 37 °C nicht aus und eignet sich deshalb für Langzeit-Zeitrafferaufnahmen.

Bringen Sie Ihre konfokale Bildgebung auf die nächste Stufe und sparen Sie Zeit bei der Datenanalyse. Auch wenn das Signal-Rausch-Verhältnis des Mikroskops bereits sehr gut ist, ermöglicht die Rauschunterdrückung mit der TruAI Technologie eine weitere Verbesserung und liefert hervorragende, datenreiche Resonanzbilder.

Zur Beschleunigung der Bildanalyse kann ein KI-Modell vorab trainiert werden, sodass das System die Bilddaten automatisch segmentiert. So wird der Arbeitsaufwand dieses oft zeitaufwändigen manuellen Prozesses erheblich reduziert. Für schnelle Ergebnisse wird die Analyse dann mittels TruAI Technologie weiter optimiert.

TruAI Bildsegmentierung

Die Bildanalyse erfordert die Datenextraktion mithilfe von Segmentierungstechniken basierend auf Intensitätsgrenzwerten. Dies kann jedoch zeitaufwändig sein und ist von den Probenbedingungen abhängig.

Die TruAI Bildsegmentierung mit Deep Learning kann die Bildverarbeitung effizienter machen und Probenvariablen für eine genauere Bildanalyse minimieren. Mit der TruAI Bildsegmentierung können auch Bilder mit sehr schwacher Fluoreszenz oder Gewebeproben segmentiert werden, die mithilfe der einfachen Schwellenwertmethode normalerweise schwer zu extrahieren sind.

Das FV4000 Mikroskop ist ein modular aufgebautes System, das ganz einfach je nach Anwendung und Budget konfiguriert werden kann. Falls notwendig, kann das FV4000 Standardmodell zum Beispiel problemlos auf Multiphotonen-Bildgebung umgerüstet werden, indem das MPE-Modul hinzugefügt wird.