Imaging pSIM – Imaging ad altissima risoluzione di dipoli fluorescenti tramite microscopia a illuminazione strutturata polarizzata.

tempo22/03/03

Astratto

Per studiare la localizzazione e l'orientamento delle proteine ​​nelle strutture subcellulari, Peng Xi e i suoi colleghi hanno sviluppato la microscopia a luce strutturata polarizzata (pSIM). Lo studio è pubblicato sulla rivista Nature Communications.

Questo lavoro "potenzia" il sistema SIM esistente esplorando a fondo le potenziali caratteristiche della tecnologia SIM e degli strumenti commerciali, e analizza le caratteristiche intrinseche di rilevamento della polarizzazione del sistema SIM esistente, che nemmeno i suoi inventori avevano notato, in modo che il sistema esistente possa realizzare la funzione SIM di polarizzazione senza alcuna modifica. Ciò consente a molti laboratori di scienze biologiche dotati di sistemi SIM di analizzare direttamente la SIM di polarizzazione, il che contribuirà notevolmente alla ricerca sull'imaging a super-risoluzione di polarizzazione.

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Fig. 1: Imaging dell'orientamento dei filamenti corti di actina. a Imaging dinamico del movimento guidato dalla miosina del filamento di actina marcato con falloidina. Il riquadro bianco contiene la traiettoria di un filamento corto di actina. b Vista ingrandita della regione delimitata in giallo in a. Gli orientamenti dipolari dei filamenti di actina cambiano durante il movimento. c Orientamento e posizione time-lapse dell'actina frammentata in b. d Imaging 2D-pSIM dei filamenti di actina nei neuroni dell'ippocampo, che distingue chiaramente tra i filamenti lunghi di actina continui nel dendrite e la regione della struttura ad anello di actina discreta nell'assone. e Un'altra illustrazione della struttura ad anello di actina nell'assone. f, g Viste ingrandite delle regioni delimitate in d, che confrontano i risultati dell'imaging PM e pSIM. h Il profilo di intensità della linea indicata in e, la cui trasformata di Fourier (i) mostra una periodicità di 184 nm, coerente con i risultati precedentemente riportati. j, k La struttura dell'anello di actina è fondamentale per lo scheletro periodico associato alla membrana (MPS) nei neuroni. Il modello precedente presuppone un'organizzazione end-to-end per i filamenti di actina ricoperti dall'adducina. Tuttavia, la pSIM rivela che l'orientamento dei filamenti di actina corti è parallelo al fusto assonale, supportando un'organizzazione affiancata per le strutture dell'anello di actina. Barre di scala: a 2 μm e d–g 1 μm

Analisi della tecnologia di imaging

Il sistema ottico di imaging a super-risoluzione QSIM è un tipico sistema di imaging a bassa luminosità. Il TUCSENDhyana 400BSILa fotocamera ha un'efficienza quantica massima del 95% e un rumore di lettura basso fino a 1,2e-, il che può aiutare il sistema in condizioni di scarsa illuminazione a ottenere immagini con un elevato rapporto segnale/rumore. Il pixel da 6,5 ​​μm è adatto per obiettivi ad alto ingrandimento 60x. Può sfruttare appieno i vantaggi della risoluzione dell'obiettivo e aiutare il sistema a ottenere immagini ad alta risoluzione con dettagli nitidi.

Fonte di riferimento

Zhanghao K, Chen X, Liu W, Li M, Liu Y, Wang Y, Luo S, Wang X, Shan C, Xie H, Gao J, Chen X, Jin D, Li X, Zhang Y, Dai Q, Xi P. Imaging a super risoluzione di dipoli fluorescenti tramite microscopia a illuminazione strutturata polarizzata. Nat Commun. 16 ottobre 2019; 10 (1): 4694. doi: 10.1038/s41467-019-12681-w. PMID: 31619676; PMCID: PMC6795901.

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