亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)是細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器和細(xì)胞骨架等微小結(jié)構(gòu)的總稱啡洁。哺乳動(dòng)物的大部分亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的尺度都在500 nm以內(nèi)扶绒。我們利用傳統(tǒng)寬場顯微鏡容易分辨細(xì)胞核等大體積高襯度的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，但對(duì)于線粒體蕊肖、高爾基體和其它膜泡結(jié)構(gòu)的觀察常常顯得力不從心幅之。

▲亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的尺度以及其對(duì)應(yīng)的顯微技術(shù)

為滿足當(dāng)今多色3D活體亞細(xì)胞高分辨成像的需求，蔡司開發(fā)了多款熒光光切顯微系統(tǒng)逐豆，可以籠統(tǒng)地分為兩類——第一類基于傳統(tǒng)光學(xué)切片技術(shù)刑炎，包括ApoTome和共聚焦顯微鏡忽仗；第二類基于超高分辨技術(shù)，包括Airyscan浦译、Lattice SIM, SMLM等棒假。

根據(jù)不同細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)需求, 該如何選擇合適的觀察方式呢？蔡司君就和大家一同探討精盅。

01常規(guī)3D多色熒光亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)成像

蔡司傳統(tǒng)光切產(chǎn)品以其超強(qiáng)的普適性和易操作性風(fēng)靡全球帽哑，其中包括基于寬場結(jié)構(gòu)光照明的ApoTome.2（點(diǎn)擊查看）和共聚焦顯微鏡（點(diǎn)擊查看）。這兩種技術(shù)的分辨率在200-300 nm之間渤弛，對(duì)于細(xì)胞核內(nèi)部結(jié)構(gòu)、細(xì)胞骨架分布和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等結(jié)構(gòu)的觀察十分合適甚带；而線粒體她肯、高爾基體和囊泡結(jié)構(gòu)在此分辨率下均無法獲得細(xì)節(jié)信息，但對(duì)于進(jìn)行細(xì)胞器數(shù)量的統(tǒng)計(jì)和運(yùn)動(dòng)軌跡的追蹤已具有足夠的能力鹰贵。

▲固定的動(dòng)物細(xì)胞晴氨。DAPI標(biāo)記細(xì)胞核, Alexa Fluor 488 標(biāo)記細(xì)胞骨架, Mitotracker Red 標(biāo)記線粒體。成像系統(tǒng)為搭載ApoTome.2的蔡司研究級(jí)正置顯微鏡Axio Imager. 樣品來自Michael W. Davidson, Florida State University

▲蔡司共聚焦顯微鏡LSM 980采集植物活細(xì)胞動(dòng)態(tài)過程碉输，并進(jìn)行光譜拆分

02快速溫和的亞細(xì)胞超分辨活細(xì)胞成像

揭示亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生理狀態(tài)歸根結(jié)底要回到活體本身籽前，活體的脆弱性以及轉(zhuǎn)瞬即逝的生物學(xué)過程使低光毒性和高速成為活體成像的靈魂。

蔡司Airyscan 2超分辨模塊和Lattice SIM技術(shù)（點(diǎn)擊查看）極為適合捕捉活細(xì)胞中細(xì)胞器的快速運(yùn)動(dòng),它們均可實(shí)現(xiàn)超高分辨率成像敷钾。Airyscan 2極大地提升了圖像信噪比枝哄，且樣品的適用性廣；Lattice SIM成像速度極快絮增，圖像銳利優(yōu)美德籍。這兩項(xiàng)技術(shù)各有優(yōu)勢，應(yīng)用時(shí)可按成像需求自由選擇菜缭。

當(dāng)亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過快消耸，成像深度較大或標(biāo)記情況較差時(shí)，圖像信噪比往往不盡如人意宪郑，這時(shí)我們推薦使用蔡司Airyscan 2租既。

▲蔡司Airyscan 2同時(shí)提升線粒體圖像的信噪比和分辨率

與普通共聚焦圖像相比，Airyscan 2可以大大提升線粒體圖像的信噪比和分辨率袁垄。為了捕捉例如心肌微管收縮等轉(zhuǎn)瞬即逝的生物學(xué)過程宿拔，我們還可以利用Airyscan 2中的Multiplex成像模式，該成像模式利用了Airyscan 2獨(dú)特的蜂窩靶面進(jìn)行多像素點(diǎn)平行采樣鼓临，從而實(shí)現(xiàn)超快速溫和的超分辨成像肪斗，其成像速度高達(dá)47.5 fps（512x512），同時(shí)大大降低了圖像采集過程中的光漂白魁胁。

▲利用Airyscan 2 Multiplex模式觀察心肌細(xì)胞中微管快速運(yùn)動(dòng)過程共螺，拍攝速度高達(dá)96 fps

當(dāng)需要關(guān)注高速運(yùn)動(dòng)的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)——例如囊泡该肴，線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)細(xì)節(jié)時(shí)，Lattice SIM便成是您的不二之選藐不。

蔡司利用革新的3D Lattice SIM成像技術(shù)（點(diǎn)擊查看）匀哄，將成像速度提高到255 fps，將成像深度提高到50-100微米雏蛮，大大擴(kuò)展了SIM技術(shù)在活體組織亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)觀察中的應(yīng)用涎嚼。

利用burst mode獲得的時(shí)間序列圖像清楚展現(xiàn)了細(xì)胞器運(yùn)動(dòng)的每一個(gè)細(xì)節(jié)，大大提高了時(shí)間分辨能力挑秉。

03細(xì)胞器超微結(jié)構(gòu)的觀察

時(shí)常法梯，我們進(jìn)行細(xì)胞學(xué)觀察的目標(biāo)非常單一，即獲得超微結(jié)構(gòu)的高分辨率圖像犀概。為此立哑，SMLM（單分子熒光）技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，且一舉獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)姻灶。

SMLM技術(shù)的核心優(yōu)勢在于其20 nm的光學(xué)分辨率铛绰，在該分辨率下人們不僅可以看清細(xì)胞器，還能看到細(xì)胞器上蛋白復(fù)合體的分布狀況铡畜。不僅如此丈巩，利用蔡司3D PALM插件還可以實(shí)現(xiàn)3D單分子熒光成像，使Elyra 7 SMLM成為三維成像的利器那梭。

▲利用Elyra 7 SMLM獲得腎表皮細(xì)胞中線粒體膜結(jié)構(gòu)最大強(qiáng)度投影超丛。該圖為1400 nm三維圖像采集后的最大強(qiáng)度投影圖，利用彩虹色標(biāo)記不同深度竣恃。

蔡司3D光學(xué)顯微鏡產(chǎn)品線覆蓋了當(dāng)今所有主流的光切技術(shù)和超分辨技術(shù)菱砚，一切研發(fā)努力都是為了更好的適應(yīng)生命科學(xué)研究的前沿需求。光學(xué)顯微技術(shù)有瓶頸萤掷，生命科學(xué)研究發(fā)展有瓶頸理促，但人類努力探索的腳步不會(huì)停止。蔡司將繼續(xù)與廣大生命科學(xué)研究者合作焊轴，爭取贏得細(xì)胞顯微觀察領(lǐng)域新的突破控栓。

（羅郁 蔡司顯微鏡）

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享相梭，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)辽乎，也不構(gòu)成任何其他建議。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布涂滴、編輯整理上傳友酱，對(duì)此類作品本站僅提供交流平臺(tái)，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻缔杉、圖片锤躁、文字如涉及作品版權(quán)問題，請第一時(shí)間告知或详，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容系羞，以保證您的權(quán)益！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn霸琴。