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Andor iXon emccd仍然是超分辨率显微镜应用的首选相机

图片来源:Andor Technology plc

就在十多年前,庄晓薇和她的团队开发了一种新的显微镜成像技术,改变了我们观察和研究细胞的方式。STORM,或随机光学重建显微镜,使用各种其他方法为已经蓬勃发展的超分辨率显微镜领域增加了重要的动力,包括STED,由Stefan Hell和他的同事在Göttingen于2000年中期首创。10多年后的今天,庄晓薇因其开创性的研究被授予2019年生命科学突破奖。

在2000年代中期,超分辨率技术迅速成为许多研究尖端显微成像的研究人员的工具,直到那时,他们所使用的光学系统似乎无法克服的分辨率限制阻碍了他们解开细胞微环境的努力。这意味着,任何物体的图像定位接近约。在最终的图像中,200 nm凝聚成一个斑点。对于任何想要研究和解析距离小于这个距离的分子的人来说,这都是一个大问题。许多基本的生物过程发生在更小的尺度上——从一纳米到几十纳米——用常规的显微镜工具组来洞察这一领域将开辟基础和应用研究的全新途径。

庄实验室采用的STORM方法与STED不同,因为它依赖于在宽视场显微镜的设置中连续开关荧光团。根据这些分子在任何特定时刻发光的亚群,就有可能找出或定位这些发光分子在细胞或其众多细胞器中的哪个位置。通过重复拍摄各种亚种群的快照,在不同时间发光,并用超灵敏的EMCCD相机对它们进行成像,可以创建具有无数荧光团的单个位置的完整图像,分辨率可低至20纳米。

很清楚为什么STORM和类似的定位技术依赖于单个荧光团的有效检测。这可能是具有挑战性的,取决于所使用的荧光团的类型,在某些情况下,这种微观系统将需要最高灵敏度的相机探测器。EMCCD相机已被证明是非点扫描超分辨率技术的理想成像仪。它们的高量子效率超过95%,低噪声和电子倍增(EM)特征都意味着即使光子产量较低的较弱荧光团也可以被相机有效地检测到。反过来,这对荧光团的定位精度和准确性有直接影响,因此,感兴趣的生物分子。

自21世纪初以来,Andor iXon emccd一直处于这种类型的单分子检测研究的前沿,并且一直是许多类型和变体超分辨率显微镜的首选相机。在他们2006年的开创性论文中,庄晓伟及其同事使用了iXon EMCCD的512×512像素模型。这些相机继续成为基于图像的超分辨率显微技术的主要成像仪。随着科学CMOS (sCMOS)相机的出现和不断改进,这种成像技术已经进入超分辨率显微镜领域,很可能这两种技术将共存,同时满足各种类型的超分辨率成像的不同需求。

STORM的应用非常多样,现在可以在生物成像的所有研究领域看到。它们包括荧光团特征、细胞骨架重排、受体聚类、HIV感染、皮层下白质或舌肌功能的研究,每周都有更多的研究在Andor iXon emccd的帮助下发表。

如需更多信息,请访问http://www.andor.com