自适应照明

自适应照明

当前像素下明显不存在结构时,自适应照明通过减少或关闭激光照射,大幅减少样品上的光剂量,最高可达两个数量级。这 将显著减少光漂白。通常,自适应照明使清晰图像完全不同于非超高分辨率图像!

100% 分辨率,4% 光剂量

MATRIX 探测器

多只眼睛看得更清楚。MATRIX 探测器可显著提高信噪比、分辨率和动态范围。

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自适应照明

显著减少样品和标记物上的光剂量。三维和活细胞超高分辨率的关键因素。

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自适应光学

使每束光都完美

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EASY3D

简单的 3D-STED 和像差控制方式

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RAINBOW 彩虹探测

连续可变光谱探测。

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STED 激光器

全脉冲 STED 激光器,确保最高分辨率和最少漂白。

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自动校准

每一条光束都处于完好状态,包括针孔和 STED 形状

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自动聚焦

连续聚焦锁定,即便是对于 STED

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激发激光器

适用于几乎所有波长的脉冲激发激光器。

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FLIM

最好的寿命成像

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附件

让您的工作更轻松

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定制解决方案

我们可为最具挑战性的应用提供解决方案。只要具备可行性,我们就能实现。

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自适应照明?

是什么

FAQ 11

“自适应照明的工作原理是什么?”

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我们的自适应照明包括三种相关但又不同的技术:RESCUE、DYMINMINFIELD。这三种技术的共同点是,对于扫描过程中的每个像素来说,可根据样品内的结构,动态调整激光光照剂量,而不是像通常的所有位置无差别使用相同激光功率。图像暗区和失焦区几乎不会有照射,而有荧光标记并在焦平面的区域则以 100% 的信号和分辨率成像。这意味着激光只集中于效果最大的区域,而不照射其他区域。

自适应照明可显著减少光漂白,并可长时间进行三维体量成像或连续采集数十帧图像,而常规 STED 早就漂白了样品。自适应照明是减少您宝贵样品光照剂量的首选!

共聚焦探测

RESCUE

对于扫描过程中的每一个像素来说,RESCUE (缩短状态转换周期)可快速探测是否存在结构,如果不存在,光照将立即关闭。这种快速探测一般在共聚焦模式下进行,时间约为像素总驻留时间的 10% (“共聚焦探测”)。只有在探测阶段发现信号,光照和探测才会在剩余像素驻留时间里继续进行。

在典型样品中,假定 80% 为暗区,RESCUE 可将样品接受的 STED 光子数量减少 80%,接受的激发光子数量减少 70%,而不影响分辨率或信号等等。进一步与DYMIN 结合,并使用我们的脉冲而不是连续波激光,可显著减少光剂量到只有百分之几。这对活细胞或三维体量成像确实非常重要!

在记录体量,譬如一组堆叠的 2D 图像时效果将更为出众,因为 STED 甜甜圈形光束(受衍射限制)在 z 轴方向的尺寸明显大于单个图像的厚度。因此,记录一个图像意味着 STED 光束可毫无意义地照射到其他 20 层图像! 正因为如此, RESCUE 可实现的效果对于体量成像可放大 20 倍。

使用 DYMIN 实现

更佳探测

RESCUE 后,DYMIN (Dynamic Minimum) 将进一步减小用最大 STED 功率照射的样品区域。它在探测时不只是使用激发激光,并且使用少量 STED 激光,分多步实现。对于 RESCUE,当第一步未检测到结构时,光照将关闭。但如果存在结构,接下来将施加少量的 STED 功率以提高分辨率,从而提高探测灵敏度。其关键是较小的 STED 功率已经能快速显著的提高分辨率,这意味着通过微量附加照射,就可获得很多关于荧光结构精确位置的信息。只有在连续提高 STED 功率以确认当前扫描具有样品结构时,才采用全分辨率扫描功率,否则剩余的像素驻留时间内,将立即关闭光照。

进行多步探测不断提高分辨率能减少总体光漂白几个数量级。所取得的收益可以被利用到大幅提高信号强度或增加光学分辨率上。

DYMIN 可显著扩展成像可能性
DYMIN 可实现长时间测量

成像结果

DYMIN 能非常清楚地以高信噪比分辨出血影蛋白环形结构。原代海马神经元(体外培养 22 天)显示远端轴突中呈特征性 ~192 nm 间隔周期分布的 betaII 血影蛋白。染料:abberior STAR 635P,激发:635 nm,STED:775 nm。样品由 Elisa D’Este (MPIbpc) 提供。

使用和不使用 DYMIN 的3D 图像堆栈
使用和不使用 DYMIN 进行体量记录后,拍摄的共聚焦图像

EASY3DDYMIN 对比常规 STED 显微镜拍摄的哺乳动物细胞核 3D 堆栈图。图中显示xz切面和堆栈采集后的共聚焦图像,可见 DYMIN 显著地减少漂白。请注意,DYMIN 使我们能够以优越的分辨率和信号拍摄完整个堆栈。图中显示的是Vero细胞中用抗体标记的核孔复合物蛋白 (nup153)。

MINFIELD

无 STED 光子的 STED

MINFIELD 是另一种只在需要时才将光束投于样品的照明方式。MINFIELD 避免 STED 甜甜圈形光束对整个视野进行扫描,而是只使用低功率的 STED 甜甜圈中央孔洞来扫描荧光结构。很明显,此时成像区域必须小于甜甜圈中心的衍射极限孔,但却会获得STED 领域里五与伦比的分辨率。

2D MINFIELD

MINFIELD 显示的人类免疫缺陷病毒 1 型(HIV-1)。共聚焦和 MINFIELD 图像,视野大小为 160 nm。

图像来自 J. Hanne 等 “Stimulated Emission Depletion Nanoscopy Reveals Time-Course of Human Immunodeficiency Virus Proteolytic Maturation” ACS Nano 10, 8215-8222, 2016.

2D MINFIELD 显示的 gp210 和网格蛋白clathrin,两者的 MINFIELD 大小均为 200 nm。gp210 和网格蛋白clathrin的成像示例。

3D MINFIELD

3D MINFIELD 显示竖直的 DNA 纳米尺,间隔为 91 nm,xz 视图。共聚焦和 MINFIELD 图像,视野大小 180 nm x 300 nm。