pSIM 成像-透過偏振結構照明顯微鏡對螢光偶極子進行超解析度成像。

時間2003年3月22日

抽象的

為了研究蛋白質在亞細胞結構中的定位和方向,彭曦和他的同事開發了偏振結構光顯微鏡(pSIM)。這項研究發表在《自然通訊》雜誌。

該工作透過深入探索SIM技術及商用儀器的潛在特性,為現有SIM系統“賦能”,挖掘現有SIM系統本身固有的、甚至連其發明者都未曾察覺的偏振探測特性,使現有系統無需任何改造即可實現偏振SIM的功能。這使得眾多擁有SIM系統的生命科學實驗室能夠直接進行偏振SIM分析,這將大大推進偏振超解析度成像的研究。

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圖1. 短肌動蛋白絲方向成像。 a 動態成像肌球蛋白驅動的鬼筆環肽標記肌動蛋白絲運動。白色方框包含短肌動蛋白絲的軌跡。 b a 中黃色方框區域的放大圖。肌動蛋白絲的偶極子方向會隨著運動而改變。 c b 中碎裂肌動蛋白的延時方向和位置。 d 海馬迴神經元肌動蛋白絲的 2D-pSIM 影像,清楚區分樹突中連續的長肌動蛋白絲和軸突中離散的肌動蛋白環結構區域。 e 軸突中肌動蛋白環結構的另一幅圖。 f, g d 中方框區域的放大圖,比較了 PM 和 pSIM 成像的結果。 h e 中所示線的強度分佈,其傅立葉變換 (i) 顯示 184 nm 的週期,與先前報告的結果一致。 j, k 肌動蛋白環結構對神經元膜相關週期性骨架(MPS)至關重要。先前的模型假設內收蛋白覆蓋的肌動蛋白絲是端對端的組織結構。然而,pSIM揭示了短肌動蛋白絲的方向與軸突軸平行,支持肌動蛋白環結構是並排組織的。比例尺:a 2 μm,d-g 1 μm

影像技術分析

QSIM超分辨成像光學系統是典型的微光成像系統。 TUCSEN禪定 400BSI相機峰值量子效率高達95%,讀出雜訊低至1.2e-,可幫助微光系統獲得高訊號雜訊比成像影像。 6.5μm的像素適用於60倍高倍物鏡,可充分發揮鏡頭解析度優勢,幫助系統獲得細節清晰的高解析度影像。

參考來源

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. 透過偏振結構化照明顯微鏡實現螢光偶極子的超解析度成像。 《自然通訊》2019年10月16日;10(1):4694。 doi: 10.1038/s41467-019-12681-w。 PMID:31619676;PMCID:PMC6795901。

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