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晶格光显微术

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成像仪器
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晶格光显微术

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贝塞尔光束平面照明显微镜

晶格光包括使用贝塞尔光束用足够薄的光片照亮样品,以实现各向同性 3D 分辨率高速 3D 荧光成像。这项技术可以在时空细节上可视化细胞过程,这是其他荧光显微镜技术无法实现的。

生命科学中最强大和最广泛使用的成像方式之一是荧光显微镜。荧光显微镜的一个限制是荧光分子具有荧光 “预算”,即在它们被永久光漂白之前,它们可以在有限的时间内被光学激发。因为宽视场和共聚焦显微镜在样本的每个平面都激发荧光,而不仅仅是被成像的平面,它们浪费了荧光预算,也可能对活体样本造成损害。生物成像可以受益于一种技术,这种技术将激发限制在焦平面上,以减少光漂白和光损伤,同时也减少离焦背景。

本发明通过使用贝塞尔光束仅照亮样品的焦平面来实现该目标。贝塞尔光束的使用使其不同于以前在发育生物学中使用的平面照明技术。平面照明显微镜在实践中受到限制,因为光片在整个视场中的厚度不均匀,其传播程度与视场的宽度成比例。在光片较厚的地方,有离焦荧光激发,因此没有完全实现减少光漂白的好处。贝塞尔光束是一种非衍射和自校正光束,不受这种加宽的影响,并且均匀地变薄。

该技术已与结构照明和双光子显微镜结合展示,以提供 ~ 0.3 米的 3D 各向同性分辨率,并加快到每秒近 200 个图像平面。它可以生成非常薄 (<0.5 m) 的薄片,非常适合 3D 亚细胞成像。它已被用来捕捉活细胞中线粒体、细胞内囊泡和有丝分裂染色体的动态图像。

优点:

  • 在四维时空细节中实现细胞过程的可视化,这是其他现有荧光显微技术无法实现的
  • 提供 3D 各向同性分辨率至 0.3m um,成像速度高达每秒近 200 个图像平面
  • 与 DSLM 和共聚焦显微镜相比,减少了离焦雾、更高的轴向分辨率和大幅降低的光漂白

应用:

  • 固定细胞和活细胞的高分辨率成像
  • 动态细胞内过程的长期成像

出版物:
Planchon,T.,Betzig,E.,et al.,使用贝塞尔光束平面照明的活细胞的快速三维各向同性成像。自然方法Doi: 10.1038/nmeth.1586 (2011)

专利状态:

已发布的美国专利8,711,211,9,448,3959,223,125,9,477,074,9,791,685,9,891,421,9,47707410,051,240

机会:

非营利研究免费 -- 你可以通过电子邮件申请研究许可证Innovation@janelia.hhmi.org。研究许可证允许你实践发明和获得机密的格子光显微镜文档的权利。

查询请参考:

Janelia 2009-005 和 2012-010

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