ZEISS Lattice Lightsheet 7
Imagerie volumétrique longue durée de cellules vivantes
ZEISS Lattice Lightsheet 7 rend la microscopie de fluorescence à feuillet de lumière disponible pour l'imagerie des cellules vivantes à une résolution subcellulaire, en vous permettant d'utiliser vos porte-échantillons standards. Désormais, grâce à ce système automatique simple, l'imagerie volumétrique de structures et de dynamiques subcellulaires, effectuée sur plusieurs heures ou jours et bénéficiant d'une excellente protection contre la photodégradation, est à la portée de tous. Découvrez un niveau de détail inégalé de la dynamique biologique avec une facilité inimaginable !
Découvrez la dynamique biologique subcellulaire
La technologie à feuillet de lumière en treillis à la portée de tous
L'intérêt de l'imagerie à feuillet de lumière, non invasive et en haute résolution, ne peut être sous-estimé dans l'étude des processus subcellulaires. Grâce à Lattice Lightsheet 7, ZEISS simplifie à l'extrême l'accès aux avantages de cette technologie de pointe. Sans modifier votre procédure habituelle de préparation d'échantillon, examinez des spécimens vivants directement sur les porte-échantillons standards que vous utilisez déjà pour la microscopie confocale. Le système réalise automatiquement les processus d'alignement complexes et vous permet ainsi de vous concentrer sur l'essentiel.
Phototoxicité et photoblanchiment presque inexistants
Vous désirez observer la dynamique biologique à une résolution subcellulaire pour étudier l'évolution dans le temps des structures les plus fines. Malheureusement, vos systèmes d'imagerie conventionnels atteignent très vite leurs limites, s'avérant trop invasifs et détruisant vos échantillons. Pour y remédier, l'éclairage en treillis de ZEISS Lattice Lightsheet 7 s'adapte automatiquement à vos échantillons sensibles et réduit significativement le photoblanchiment et la phototoxicité. Vous pouvez ainsi poursuivre vos observations sur plusieurs heures, voire plusieurs jours. L'environnement d'incubation contrôlé et le mécanisme intégré d'auto-immersion permettent de réaliser des expériences longue durée non surveillées.
Vidéo : Cellule LLC-PK1 en cours de division. Cellules exprimant H2B-mCherry (cyan) et tubuline α mEGFP (magenta), enregistrement sur une période de 25 heures.
Imagerie volumétrique à grande vitesse
L'acquisition extrêmement rapide des images par ZEISS Lattice Lightsheet 7 permet jusqu'à trois balayages volumiques par seconde. Grâce à cette imagerie dynamique, réalisée à une résolution temporelle élevée sur l'ensemble de vos échantillons, vous ne manquerez plus aucun évènement sur vos lamelles couvre-objet. La résolution quasiment isotrope sur les axes X, Y et Z produit une image de l'échantillon en trois dimensions, qui révèle les détails structurels dans leurs véritables proportions. Le balayage rapide du faisceau laser permet d'obtenir des images comportant jusqu'à trois couleurs presque simultanément, avec un crosstalk minimal entre les couleurs.
Vidéo : Cellule COS-7 transfectée de manière transitoire avec des agents Tomm20-mEmerald et Calreticulin-tdTomato. L'exemple montre le RE s'enroulant autour des mitochondries et assistant la fission mitochondriale.
La technologie derrière l'instrument
Le principe de la microscopie à feuillet de lumière en treillis
Microscopie à feuillet de lumière
Aussi appelée « microscopie à feuillet de lumière de type gaussien », ce type de microscopie est généralement reconnu pour ses conditions d'imageries non invasives à une vitesse d'acquisition supérieure. Le concept révolutionnaire de séparer le système d'excitation du système de détection permet d'éclairer uniquement la partie de l'échantillon située dans le plan focal de l'objectif de détection. Lorsque vous déplacez le feuillet de lumière sans manipuler l'échantillon et enregistrez une image par plan focal, vous obtenez des données volumétriques sans exposer les zones hors champ de l'échantillon.
Microscopie à feuillet de lumière en treillis
Combine les avantages de la microscopie à feuillet de lumière classique avec la résolution quasi-isotrope de la microscopie confocale. La technologie avancée de modelage du faisceau créé des feuillets de lumière en réseau (treillis), beaucoup plus fins que les feuillets de lumière standards à profil gaussien. Ils fournissent donc une meilleure résolution à des vitesses d'acquisition comparables. La structure en treillis est créée par un modulateur spatial de lumière (SLM pour Spatial Light Modulator), puis projetée sur l'échantillon après avoir traversé un système de balayage qui fait vibrer la structure réticulaire pour créer un feuillet de lumière non invasif.
ZEISS et la microscopie à feuillet de lumière en treillis
Durant la phase de développement du Lattice Lightsheet 7, ZEISS a accordé une attention particulière à la simplicité d'utilisation et à la compatibilité avec les techniques de préparation conventionnelles des échantillons. L'utilisation de porte-échantillons standards dans la microscopie à haute résolution se fonde sur le principe de la configuration inversée. Celle-ci implique des défis, notamment les décalages de l'indice de réfraction, puisqu'avant d'atteindre l'objectif de détection, la fluorescence est émise à partir de l'échantillon, puis traverse le milieu de culture cellulaire aqueux, une lamelle couvre-objet inclinée et une immersion dans l'eau.
Une optique ZEISS sans égale
Des éléments optiques exclusifs à ZEISS compensent les décalages d'indice de réfraction dans la trajectoire du faisceau de détection. Ils permettent également d'acquérir des images des échantillons aussi facilement et rapidement qu'avec un microscope confocal.
Caractéristiques du produit
Usage avec porte-échantillon standard
- Lames
- Boîtes de Petri 35 mm
- Chambres de culture
- Plaques de microtitration
Localisation rapide et non invasive des échantillons
Les LED de transmission intégrées et la détection latérale assurant un contraste de type DIC (interférentiel) permettent de localiser très rapidement votre échantillon. Au besoin, passer des LED de transmission blanches à rouges pour un éclairage moins agressif. Vous pouvez également choisir d'inclure un éclairage à lumière transmise pour les observations longue durée.
Mise à niveau automatique de l'échantillon
Conçue spécifiquement pour ce système, la platine unique à 5 axes permet non seulement de réaliser des déplacements le long des axes X, Y et Z, mais aussi des inclinaisons d'une extrême précision suivant les axes X et Y, afin de compenser même les plus petits écarts liés aux dimensions du porte-échantillon ou à la position de l'échantillon. La mise à niveau de votre échantillon s'effectue automatiquement et vous libère des fastidieux réglages manuels.
ZEISS Lattice Lightsheet 7 – Trajectoire du faisceau
Alignement automatique de tous les éléments optiques
Pour de meilleurs résultats d'imagerie, le feuillet de lumière en treillis doit être adapté à chaque échantillon ; ZEISS a donc intégré une fonction d'alignement automatique de tous les éléments optiques qui élimine les ajustements manuels rébarbatifs. Le design innovant de la trajectoire du faisceau d'excitation permet de changer rapidement les raies du laser sans reprogrammer le SLM. Cette configuration permet d'acquérir presque simultanément des ensembles de données de canaux multiples afin que vous ne manquiez plus aucun évènement sur votre échantillon.
Résolution temporelle doublée avec deux caméras
La conception innovante de la trajectoire du faisceau d'excitation permet l'excitation simultanée de l'échantillon avec plusieurs raies de laser. Combinée à deux caméras ORCA-Fusion de Hamamatsu, cette méthode permet une imagerie réellement simultanée de deux canaux, essentielle pour une série d'applications, notamment les expériences ratiométriques. Une configuration à double caméra vous permet également d'utiliser des filtres passe-bande uniques devant chaque caméra pour minimiser le crosstalk et obtenir des résultats plus propres sans compromettre la vitesse.
Expériences longue durée non surveillées
Incubation : Le système d'incubation intégré offre une stabilité durable dans des conditions ambiantes variables. Le microscope contrôle et surveille automatiquement la température, les niveaux de CO2, d'O2 et d'humidité, afin de préserver l'intégrité de votre échantillon tout au long de vos expériences. Le couvercle avec regard en verre simplifie l'accès à l'échantillon et son inspection au cours d'une phase d'expérimentation.
Auto-immersion : Amorcez le système pour évacuer l'air résiduel. Le système libère ensuite automatiquement une quantité de milieu d'immersion adaptée aux contraintes de vos expériences. Le réapprovisionnement en milieu d'immersion est contrôlé par logiciel afin que vous n'ayez plus à vous soucier des risques d'interférence par rapport à l'acquisition d'image. Le réservoir est protégé de la source d'éclairage pour éviter le développement des bactéries. Les objectifs sont protégés de la source d'approvisionnement en milieu d'immersion et restent secs, même si une quantité excessive de milieu d'immersion est appliquée.
Applications typiques
ZEISS Lattice Lightsheet 7 en action
La lamine B1 en action
La lamine B1, qui s'associe à la membrane nucléaire, est impliquée dans la fragmentation et la reformation de la membrane nucléaire au cours de la mitose. La formation de ces « invaginations nucléaires » est fréquemment observée sur plusieurs types de cellules durant les évènements de la mitose, à différents stades du cycle cellulaire. Les invaginations nucléaires peuvent se manifester sous la forme de structures tubulaires qui partent de la membrane nucléaire et traversent le noyau. Bien que ces structures uniques soient régulièrement observées, la plupart des recherches sont jusqu'à présent effectuées à partir de cellules fixes. Par conséquent, la fonction de ces structures est largement inconnue, même si de nombreuses hypothèses ont été proposées.
Cet ensemble de données a été enregistré avec une lignée de cellules du Allen Institute for Cell Science de Seattle : des cellules souches pluripotentes induites humaines qui expriment de façon endogène la lamine B1 (AICS-0013) marquée au mEGFP. L'expérience, qui s'est déroulée durant la nuit, a été enregistrée pendant près de 8 heures avec une image en volume capturée toutes les 1,5 minute. Les cellules en mitose peuvent être observées tout au long de l'enregistrement. La formation et la dynamique des invaginations nucléaires sont claires dans la plupart des cellules, tout au long du cycle cellulaire complet.
Un éclairage non invasif est primordial pour l'imagerie de la mitose, ce processus étant extrêmement délicat et photosensible. Afin d'éviter la duplication d'un ADN endommagé, les cellules interrompent la mitose au moindre incident provenant de l'éclairage d'excitation. Le procédé d'imagerie de Lattice Lightsheet 7 est non invasif et le système doit être extrêmement stable pour acquérir des images des évènements de mitose sur de longues périodes. L'imagerie volumétrique rapide combinée à une résolution d'image quasiment isotrope permet d'examiner l'échantillon sous tous les angles et d'étudier des structures subcellulaires uniques dans les moindres détails. ZEISS Lattice Lightsheet 7 est l'instrument parfait pour réaliser des expériences si complexes. Des applications auparavant impossibles deviennent réalité et, grâce à la grande facilité d'utilisation de Lattice Lightsheet 7, vous pouvez vous aussi les mettre en pratique dans le cadre de vos recherches.
Étude fiable de co-localisation
Pour étudier la co-localisation, aucun crosstalk n'est permis pour s'assurer que la co-localisation observée est bien réelle. Cependant, utiliser des filtres passe-bande uniques implique de changer de filtre pendant l'imagerie, ce qui ralentit suffisamment l'acquisition pour provoquer un décalage important entre des structures devant se superposer. Vous ne pouvez donc pas vous fier aux résultats de la co-localisation et aux interactions observées. Une configuration à double caméra résout ce dilemme, vous donnant confiance dans les données acquises et les résultats que vous pouvez en tirer.
Cellules U2OS colorées avec MitoTracker Green (vert) et MitoTracker Red CMXRos (magenta), deux colorants qui se localisent dans les mitochondries et devraient donc toujours être colocalisés. À gauche : configuration à une seule caméra. Un délai d'enregistrement entre les deux canaux se manifeste par un décalage spatial des structures. À droite : configuration à double caméra. Les structures se superposent complètement comme prévu. 60 points temporels ont été acquis, alors qu'avec une seule caméra, seuls 16 points temporels ont pu être acquis dans le même temps.
Développement biologique aux stades précoces
Ovocytes
Ovocytes de souris interrompus en métaphase II
Ovocytes de souris interrompus en métaphase II et marqués pour la mitochondrie (cyan), les microtubules (magenta) et les chromosomes (jaune). Échantillon : avec l'aimable autorisation de C. So, MPI Göttingen, Allemagne.
Développement biologique de petits organismes évolutifs
Poisson zèbre, C.elegans, drosophile
Embryon de poisson zèbre : Transport de molécules mRNA
Le transport de molécules mRNA a été tracé dans arivis Vision4D®. Le mouvement de l'embryon de poisson zèbre a d'abord été corrigé à l'aide d'un tracé de référence du noyau. Ensuite, les molécules individuelles d'ARN messager ont été suivies dans la durée pour obtenir des statistiques telles que la vitesse et l'orientation. Échantillon : avec l'aimable autorisation du Prof. Andrew Oates, EPFL, Suisse.
Développement de modèles cellulaires en 3D
Les sphéroïdes et organoïdes sont des modèles in vitro d'organes beaucoup plus petits et plus simples, mais faciles à produire. Aux yeux des biologistes du développement, ils sont donc des outils inestimables pour étudier le développement des organes. Contrairement aux cultures cellulaires, qui consistent généralement en une seule monocouche de cellules, les cellules des sphéroïdes ou organoïdes forment des structures tridimensionnelles qui permettent d'étudier la migration et la différenciation des cellules à l'intérieur de modèles cellulaires en 3D. Avec la microscopie à feuillet de lumière en treillis, l'acquisition d'images du développement et de l'auto-organisation d'organoïdes devient réalité. Ici, nous pouvons voir un rendu en 3D d'un sphéroïde constitué de cellules exprimant H2B-mCherry (cyan) et α-tubuline-mEGFP (magenta). Les cellules ne sont pas toutes marquées.