Produkt

ZEISS Dynamics Profiler Einfacher Zugang zur zugrunde liegenden Molekulardynamik bei Live-Cell-Experimenten

Bestimmen Sie mit einer einzigen, einfachen Messung die Molekularkonzentration, die asymmetrische Diffusion und die Strömungsdynamik von Fluoreszenzproteinen in Ihren Lebendproben. So erstellen Sie ein detaillierteres Profil der Moleküle in Ihren laufenden Experimenten, ganz gleich, ob Sie mit Zellkulturen, Organoiden oder ganzen Organismen arbeiten.

Erstaunlich einfacher Zugang zur Molekulardynamik
Tiefere Einblicke in Ihre Lebendproben
Neue Erkenntnisse durch Analysen der asymmetrischen Diffusion und der Strömungen

  
      Eine neue Dimension des Live Cell Imagings​
      
    ZEISS Dynamics Profiler im Einsatz​

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Dynamics Profiler – Bedienoberfläche – Korrelation

Erstaunlich einfacher Zugang zur Molekulardynamik

Assistentengeführte Messungen mit integrierter Qualitätskontrolle

Experimente zur Molekulardynamik sind oft nur eingeschränkt möglich: Oftmals fehlt es an der Ausstattung oder am nötigen hochspezialisierten Personal. Der Dynamics Profiler eröffnet erfahrenen Anwendern der Konfokalmikroskopie die Möglichkeit, die Grenzen der konventionellen konfokalen Bildgebung zu überwinden. Die Funktion lässt sich einfach in jedes ZEISS Konfokalsystem mit Airyscan Detektor integrieren und ermöglicht direkte Einblicke in die Konzentration und Dynamik einzelner Moleküle in einem Protein. Im assistentengeführten Workflow können die Aufnahmeparameter präzise eingestellt und die Qualität der gewonnenen Daten einfach überprüft werden. Nutzen Sie Referenzbilder zur umfassenden Dokumentation des Probenkontexts und der Messpositionen. Die übersichtliche Datenvisualisierung eröffnet Ihnen den intuitiven Zugang zu den erfassten Informationen.

Airyscan Detektor – Asymmetrische Diffusion

Neue Erkenntnisse aus Ihren Lebendproben

Dynamikmessungen als Ergänzung zu aktuellen Experimenten

Bisher mussten Anwender der Konfokalmikroskopie auf andere Techniken ausweichen, wenn sie die Molekulardynamik messen wollten. Jede davon wies jedoch begrenzte Möglichkeiten auf. Bei der FRAP (Fluorescence Recovery after Photobleaching) kann beispielsweise jede Probe nur einmal untersucht werden, da die Lichtexposition phototoxisch wirkt. Die koventionelle Fluoreszenzkorrelationsspektroskopie (FCS) liefert präzise Messungen der Konzentration von Fluoreszenzproteinen, erfordert aber zusätzliche Ausstattung und kann sich selbst für erfahrene Anwender schwierig gestalten. Dynamics Profiler ist das erste Tool zur Messung der Molekulardynamik mit einer intuitiven, anwenderfreundlichen Bedienoberfläche. Es eröffnet im Rahmen von Experimenten mit konfokaler Bildgebung mühelos den gleichzeitigen Zugang zu diesen zusätzlichen Daten – und das mit nur geringem Zeit- und Kostenaufwand. Als Weiterentwicklung der FCS ermöglicht der Dynamics Profiler diese Messungen sogar bei hellen, schwierigen Proben.

Dynamics Profiler – Bedienoberfläche – Strömung

Zugang zu neuen Entdeckungen auf molekularer Ebene

Informationen zur räumlichen Korrelation ermöglichen Analysen der asymmetrischen Diffusion und der Strömungen

Bei der konventionellen FCS sind molekulare Messungen auf ein einziges Anregungsvolumen begrenzt. Mit dem Airyscan Flächendetektor liefert Dynamics Profiler zusätzlich räumliche Informationen und ermöglicht damit neue, detaillierte Analysen des Molekularprofils in einer einzigen Messung. Das Asymmetric Diffusion Tool erfasst das asymmetrische Diffusionsverhalten in einer einzigen Punktspreizfunktion, z. B. an der Grenzfläche der Flüssig-Flüssig-Phasentrennung bei der Bildung von Zellkondensaten. Das Flow Analysis Tool misst die Geschwindigkeit und Fließrichtung der fluoreszierenden Moleküle in einem einzigen Anregungsvolumen – perfekt für die Messung der aktiven Bewegung in Lösungen, z. B. bei biologischen Prozessen in der Blutbahn oder in Mikrofluidiksystemen wie Organs-on-a-Chip. Die Rohdaten aus den einzelnen Messungen lassen sich in weitere, individuelle Analysen übernehmen.

Einblicke in die Technologie

Airyscan ermöglicht FCS-Untersuchungen hellerer Proben und liefert zusätzlich räumliche Informationen

Die Fluoreszenzkorrelationsspektroskopie (FCS) ist eine bewährte Methode zur Untersuchung der molekularen Merkmale. Die Methode ist präzise und hochempfindlich, traditionell allerdings auf äußerst niedrige Expressionsniveaus oder molekulare Konzentrationen begrenzt, die teils deutlich unter den experimentellen Expressionsniveaus in Lebendkulturen für die Forschung liegen.

ZEISS Airyscan nutzt auf einzigartige Weise alle Detektorelemente, um so 32 individuelle FCS-Intensitätsspuren pro Messung zu erfassen. Der Mittelwert der inneren 19 Elemente erzielt solide und zuverlässige Messungen der Molekularkonzentration und -dynamik, selbst bei hellen Proben. Der Flächendetektor ermöglicht zudem mithilfe verschiedener Kombinationen einzelner Detektorelemente eine Vielzahl räumlicher Analysen auf der Basis von Kreuzkorrelation.

Konzentrations- und Diffusionsmessung

Die Daten zur Molekularkonzentration und -diffusion werden mit den innersten 19 Elementen des Airyscan Detektors erfasst. Das Auslesen separater Detektoren ermöglicht Messungen mit erheblich höheren Gesamtintensitäten (Helligkeit) als mit der konventionellen FCS.
Messung der asymmetrischen Diffusion

Die asymmetrische Diffusion wird durch Kreuzkorrelation der Signale des zentralen Detektorelements mit denen der Elemente der äußeren Ringe berechnet. So lassen sich heterogene Merkmale innerhalb eines einzigen Anregungsvolumens aufdecken – perfekt für die Untersuchung von Proben wie Zellkondensaten.
Strömungsmessung

Mithilfe der Kreuzkorrelation der Signale von Detektorpaaren, die gruppiert und in mehreren Richtungen entlang des Anregungsvolumens ausgerichtet sind, kann die Geschwindigkeit und Fließrichtung aktiv bewegter Moleküle gemessen werden, beispielsweise Fluorophore in Mikrofluidiksystemen oder im Blutkreislauf.

ZEISS Dynamics Profiler in der Anwendung

Anwendungsbeispiele für Messungen der Molekulardynamik

Messung der Proteinkonzentration bei Drosophila — Probe mit freundlicher Genehmigung von Prof. Dr. Achim Paululat und Dr. Christian Meyer, Universität Osnabrück, Abteilung für Zoologie und Entwicklungsbiologie, Deutschland.

Vergleich der Molekülkonzentrationen in verschiedenen Zellen

Messungen der Dynamik und Konzentration von Fluoreszenzproteinen lassen sich mühelos in ein konfokales Experiment einbinden. Die Probe zeigt ein Embryo von Drosophila melanogaster, das unter Einfluss des kardialen und hämatopoetischen Enhancers im dritten Intron mit HAND-Faktor (Han und Olson, 2005) mCherry exprimiert. Die Expression des Reporters ahmt die endogene HAND-Expression im Herzen nach und wird während der Embryogenese in Kardioblasten ebenso wie in Perikardzellen aufrechterhalten. 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.

Konzentrations- und Diffusionsmessung an den Nucleoli-Grenzen — Proben mit freundlicher Genehmigung von P. Hemmerich und T. Ulbricht (Core Facility Imaging, Leibniz-Institut für Alternsforschung, Jena, Deutschland).

Ermittlung dynamischer Änderungen an Nucleoli-Grenzen

Im konfokalen Übersichtsbild sind lebende U2OS-Zellen zu sehen, die transient tetrameres eGFP und das nukleoläre Protein Fibrillarin coexprimieren, welches mit monomerem rot fluoreszierendem Protein (RFP) markiert wurde. An den Grenzen der Nucleoli wurden mit Dynamics Profiler Messungen durchgeführt:

Polare Heatmaps: Messung der asymmetrischen Diffusion in Spot 1 (obere Reihe) und Spot 2 (untere Reihe). Ermittelt wurde die Molekulardynamik von eGFP an der nukleolären Grenze.

Diagramme: Messung der asymmetrischen Diffusion durch gepaarte Korrelation der inneren Airyscan Elemente entlang von sechs Winkeln in Spot 1 (links) und Spot 2 (rechts).

Strömungsmessung in Blutgefäßen eines Zebrafisches — Mit freundlicher Genehmigung von V. Hopfenmüller, Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI), Deutschland.

Messung der Strömungsgeschwindigkeit in Blutgefäßen einer Zebrafischlarve

Die mit dem Airyscan Detektor gewonnenen räumlichen Informationen ermöglichen Analysen zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit der Moleküle im Blut. Dextran mit Tetramethylrhodamin-Marker (10 kDa, Messung mit Dynamics Profiler) und Dextran mit Fluorescein-Marker (40 kDa, Markierung von Blutgefäßen) wurden in Blutgefäße einer 5 Tage alten Zebrafischlarve injiziert, die in einprozentiges Agarosegel mit niedriger Schmelztemperatur eingebettet ist.

Ein Referenzbild und Dynamics Profiler Daten wurden mit LSM 980 mit Airyscan 2 erfasst. Die Richtung und Geschwindigkeit der Molekülströmung durch die Blutgefäße wurden in zwei verschiedenen Spots gemessen. Die Diagramme (rechts) zeigen die Korrelationskurven der Messung in Spot 1: Korrelationskurven ausgewählter Winkel (oben), tatsächliche Ergebnisse für Strömungsgeschwindigkeit und Richtung aus den 6 Kreuzkorrelationen entlang dreier Achsen (unten).

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ZEISS Dynamics Profiler

Your Easy Access to Underlying Molecular Dynamics in Living Samples

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Follow dynamic biological processes and reveal spatial molecular characteristics

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