
ZEISS LSM Airyscan
Empfindliches superauflösendes High-Speed-Imaging und molekulare Charakterisierung
ZEISS LSM-Systeme mit Airyscan ermöglichen Experimente, die die Grenzen der schonenden Superauflösung, der High-Speed-Aufnahme und der molekularen Charakterisierung biologischer Proben überschreiten. Airyscan maximiert die Signalerkennung mithilfe des einzigartigen Flächendetektors und liefert damit eine unverwechselbare Kombination aus Empfindlichkeit und verbesserten räumlichen Informationen. Als nutzerfreundliche Technologie, die vollständig in ZEISS Laser-Scanning-Mikroskope integriert ist, liefert sie Ihnen immer neue Möglichkeiten, das traditionelle konfokale Imaging hinter sich zu lassen.
Schonendes superauflösendes Imaging
Verbesserte Strukturinformationen als mühelose Ergänzung für Ihr Experiment
Die Kernaufgabe eines jeden Mikroskops besteht darin, kleinste Strukturen aufzulösen und damit das Unbekannte aufzudecken. Die Superauflösung ist zum Standard im Fluoreszenz-Imaging geworden und wird routinemäßig in zahlreichen mikroskopischen Experimenten eingesetzt. Es kommt jedoch entscheidend darauf an, eine Methode auszuwählen, die für Lebendproben sicher ist und zuverlässige Ergebnisse liefert. Sie müssen kein Mikroskopieexperte sein, um Airyscan für Ihre superauflösenden Experimente zu nutzen. Die Probenpräparation und die Workflows bleiben im Vergleich zu den bewährten Abläufen im konfokalen Imaging unverändert. Airyscan erfasst mehr Strukturinformationen und sammelt das verfügbare Fluoreszenzsignal effektiver. Damit ist diese superauflösende Methode für Ihre empfindlichen Proben besonders schonend. Sie haben die Wahl zwischen verschiedenen Verarbeitungsoptionen, die sich mühelos anpassen lassen, damit Sie zuverlässige und qualifiziertere Daten erhalten. Die Joint Deconvolution ermöglicht eine laterale Auflösung bis auf 90 nm herunter. Hier spielen die zusätzlichen räumliche Informationen, die bislang nur Airyscan liefert, ihre Stärken aus.

Färbung von F-Aktin (Phalloidin, cyan) und DE-Cadherin (rot) in Drosophila Germarium. Aufgenommen mit ZEISS Airyscan 2, im Anschluss verarbeitet mit Joint Deconvolution. Mit freundlicher Genehmigung von T. Jacobs, AG Luschnig, WWU Münster; mit T. Zobel, Münster Imaging Network

HeLa-Zelle, 4× expandiert und mit acetyliertem Alpha-Tubulin (grün) markiert. Vergleich zwischen einer konfokalen Aufnahme, einer Aufnahme mit Airyscan SR und einer Aufnahme mit Airyscan Joint Deconvolution.

Mitochondrien in einer Ackerschmalwand-Zelle (Arabidopsis thaliana). Vergleich zwischen einer konfokalen Aufnahme, einer Aufnahme mit Airyscan SR und einer Aufnahme mit Airyscan Joint Deconvolution. Mit freundlicher Genehmigung von J.-O. Niemeier, AG Schwarzländer, WWU Münster.

ZEISS LSM Airyscan
Empfindliches superauflösendes High-Speed-Imaging und molekulare Charakterisierung
High-Speed-Aufnahme konfokaler Bilder
Gleichzeitige Verbesserung der räumlichen und zeitlichen Auflösung
Um dynamische Prozesse in lebenden Systemen nachzuvollziehen, dürfen räumliche Informationen nicht zugunsten der nötigen zeitlichen Auflösung vernachlässigt werden. Die Möglichkeit, schnelles Imaging mit Superauflösung zu kombinieren, macht Airyscan zu einem vielseitigen Tool, mit dem Sie die Dynamik des Lebens bei subzellulärer Auflösung beobachten und große 3D-Proben effizient abbilden. Das ist die Grundlage für die effiziente Verarbeitung von Prozessen in Zellen, Sphäroiden, Organoiden oder ganzen Organismen. Der aus mehreren Elementen bestehende Airyscan-Detektor ermöglicht die rasche Aufnahme von 2 bis 8 Bildlinien, was den Imaging-Prozess beschleunigt und die Aufnahme von Strukturinformationen verbessert. Die verschiedenen Parallelisierungsoptionen von Airyscan eröffnen optimale Flexibilität für die verschiedensten experimentellen Anforderungen. Anhand der einzigartigen Informationen des Flächendetektors lässt sich die Auflösung mithilfe von Joint Deconvolution noch weiter verbessern. Diese zuverlässige Verarbeitungsmethode wurde speziell für die High-Speed-Imaging-Modi von Airyscan optimiert.

Effiziente Bildgebung eines großen Sehfelds in Superauflösung
HeLa-Zellen, deren DNA (blau, Hoechst 44432), Mikrotubuli (gelb, Anti-Tubulin Alexa 488) und F-Aktin (Magenta, Phalloidin mit Abberior STAR Red) markiert sind. Aufgenommen mit ZEISS Airyscan 2 im Multiplex-Modus.
Mit freundlicher Genehmigung von A. Politi, J. Jakobi und P. Lenart, Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie, Göttingen
Untersuchung des Vesikeltransports in lebenden Säugetierzellen
Die einzigartige Kombination der schonenden Beleuchtung der Airyscan Technologie mit ihren High-Speed-Funktionen ermöglicht das effektive Imaging der Vesikelbewegung in 3D. Das Beispiel zeigt die schnelle Bewegung früher Endosomen in Säugetierzellen, aufgenommen mit Airyscan 2 im Modus MPLX CO-8Y. Dank der verbesserten Auflösung mit Airyscan jDCV war es möglich, die Vesikeln zu segmentieren und mit ZEISS arivis Pro im Zeitverlauf durch das Zellvolumen zu verfolgen.

Synapsen im Kleinhirn einer Maus, aufgenommen mit erhöhter Geschwindigkeit in höchster Auflösung
Synapsen sind Kontakte zwischen zwei Neuronen und bestehen aus der Präsynapse (signalgebendes Neuron) und der Postsynapse (empfangendes Neuron). Eine Markierung mit unterschiedlichen Markern ist möglich, aber die räumliche Trennung erfordert eine Auflösung, die über die konfokale Auflösung hinausgeht.
Airyscan SR mit Joint Deconvolution (jDCV) löst die beiden Strukturen ordnungsgemäß auf. Mit jDCV für Airyscan Multiplex lässt sich dieselbe Auflösung erzielen. Im MPLX 4Y Modus dauerte das Imaging jedoch 1 Minute 31 Sekunden, verglichen mit 9 Minuten im SR Modus. Die höhere Geschwindigkeit ist beeindruckend.
10-µm-Schnitt durch ein Mäusehirn, Calbindin-A488 (blau), Gephyrin-A568 (gelb), VGAT-A647 (magenta). Probe mit freundlicher Genehmigung von Luisa Cortes, Microscopy Imaging Center of Coimbra, CNC, University of Coimbra, Portugal
Dynamics Profiler
Einfacher Zugang zur zugrunde liegenden Molekulardynamik von Lebendproben
ZEISS Dynamics Profiler bestimmt mit einer einzigen einfachen Messung die Molekularkonzentration, die asymmetrische Diffusion und die Strömungsdynamik von Fluoreszenzproteinen in Ihren Lebendproben. Anhand der Airyscan-Detektorelemente erfasst Dynamics Profiler mehr Informationen, als dies je zuvor mit der konventionellen Fluoreszenzkorrelationsspektroskopie (FCS) möglich war. So erhalten Sie genaue und reproduzierbare Analysen selbst bei hellen Proben. Auch empfindlichste Proben können ohne übermäßige Lichtexposition oder allzu lange Experimentdauer untersucht werden. So erstellen Sie ein detailliertes Profil der Moleküle in Ihren laufenden Experimenten, ganz gleich, ob Sie mit Zellkulturen, Organoiden oder ganzen Organismen arbeiten. Untersuchen Sie beispielsweise den Übergang von Zellkondensaten, die sich bei der mittels asymmetrischer Diffusion gemessenen Flüssig-Flüssig-Phasentrennung gebildet haben. Oder messen Sie mit dem Flow Analysis Tool die Geschwindigkeit und Fließrichtung der fluoreszierenden Moleküle in der Blutbahn oder in Mikrofluidiksystemen wie Organs-on-a-Chip. Zusätzliche Messungen der Molekulardynamik in Ihren Experimenten mit Lebendproben war nie einfacher.

Vergleich der Molekülkonzentrationen in verschiedenen Zellen
Messungen der Dynamik und Konzentration von Fluoreszenzproteinen lassen sich mühelos in ein konfokales Experiment einbinden. Die Probe zeigt einen Embryo von Drosophila melanogaster, das unter Einfluss des kardialen und hämatopoetischen Enhancers im dritten Intron mit HAND-Faktor (Han und Olson, 2005) mCherry exprimiert. Selbst bei hellen Proben wie dieser ist es mit Dynamics Profiler möglich, belastbare FCS-Daten zu erfassen und die Molekülkonzentrationen in verschiedenen Zellen zu vergleichen.
Herkömmliches Fluoreszenz-Übersichtsbild (links) und Z-Stapel (Mitte); nachfolgende Messungen mit Dynamics Profiler beim selben Embryo in demselben System (rechts). Das Diagramm und die Datentabellen zeigen Messergebnisse von fünf verschiedenen Spots.
Probe mit freundlicher Genehmigung von Prof. Dr. Achim Paululat und Dr. Christian Meyer, Universität Osnabrück, Abteilung für Zoologie und Entwicklungsbiologie
Wählen Sie Ihre Plattform
Eine Reihe von Optionen für das volle Potenzial des konfokalen Imagings
Airyscan ist verfügbar für ZEISS LSM 910 und ZEISS LSM 990.ZEISS Airyscan: Einblicke in die Technologie
Experimentelle Möglichkeiten jenseits der Grenzen konfokaler Standards
Airyscan führt den konfokalen Gedanken über seine konventionelle Umsetzung hinaus, bei der das Licht durch ein Pinhole auf einen einzelnen Detektor fällt: Airyscan besteht aus 32 Detektorelementen, winzigen Lochblenden, die an jeder gescannten Position ein Bild auf Pinhole-Ebene erfassen. Mit dieser Kombination von 32 kleinen Pinhole-ähnlichen Detektoren in einem großflächigen Detektor kann Airyscan mehr Licht sammeln und Informationen zu einer Struktur in höherer räumlicher Frequenz erfassen. Die vollintegrierte Dekonvolution mit dem linearen Wiener Filter ist einfach zu bedienen und liefert zuverlässige quantitative Ergebnisse.
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(1) Spiegel, (2) Emissionsfilter, (3) Zoomoptik, (4) Airy-Scheibe, (5) Airyscan-Detektor
Airyscan erfasst mehr Strukturinformationen und fängt das verfügbare Fluoreszenzsignal effektiver ein. Damit ist diese superauflösende Methode für Ihre empfindlichen Proben besonders schonend. Sie haben die Wahl zwischen verschiedenen Verarbeitungsoptionen, die sich mühelos anpassen lassen, damit Sie zuverlässige und qualifiziertere Daten erhalten. Die Joint Deconvolution ermöglicht eine laterale Auflösung bis auf 90 nm herunter. Hier spielen die zusätzlichen Informationen, die bislang nur Airyscan liefert, ihre Stärken aus.
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In den Multiplex-Modi können Sie dank der angepassten Beleuchtungs- und Ausleseschemata aus verschiedenen Parallelisierungsoptionen wählen, die Ihre superauflösende Aufnahme beschleunigen. Die Form des Anregungsstrahls kann so weit gestreckt werden, dass er bis zu acht Bildlinien gleichzeitig abdeckt und damit eine hochparallele Signalaufnahme ermöglicht. Die Elemente des Flächendetektors liefern alle nötigen Informationen, um die Ergebnisbildauflösung zu verbessern und gleichzeitig den Zeitaufwand für das Imaging deutlich zu reduzieren.
Im Gegensatz zum Airyscan SR Modus, der einen superauflösenden Bildpixel pro Beleuchtungsposition erzeugt, ist es anhand der räumlichen Informationen aus den Multiplex-Modi R-2Y/CO-2Y und SR-4Y möglich, 2 oder sogar 4 superauflösende Bildlinien in einem einzigen Durchgang zu scannen.
Bei Airyscan Multiplex SR-8Y und CO-8Y ist der Laserpunkt der Beleuchtung vertikal verlängert, sodass 8 Bildpixel pro Beleuchtungsposition erfasst werden. Die Abtastung kann in Superauflösung (SR) oder konfokaler Auflösung (CO) erfolgen. Nutzen Sie diesen Geschwindigkeitsvorteil – sei es für ultraschnelle Zeitreihen von Einzelsegmenten, für schnelle Kachelaufnahmen großer Flächen oder für schnelle, volumetrische Zeitraffer-Bildgebung.
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GATTA-SIM-Nanolineal, abgebildet mit Airyscan SR (GATTA-SIM 120B, links) und Airyscan jDCV (GATTA-SIM 90B, rechts).
Die Idee von Joint Deconvolution: Jedes der 32 Airyscan-Detektorelemente liefert eine etwas andere Ansicht der Probe und damit zusätzliche räumliche Informationen für alle Airyscan Imaging-Modi. Der auflösbare Abstand zwischen zwei Punkten kann bis auf 90 nm reduziert werden, ohne die Probenpräparation oder die Bildaufnahme in jeglicher Weise zu verändern. Superauflösende Experimente profitieren von einer verbesserten Trennung einzelner oder mehrerer Fluoreszenzmarker.
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