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ZEISS LSM Airyscan

Imagerie sensible en super-résolution à grande vitesse et caractérisation moléculaire

Les systèmes ZEISS LSM dotés d'Airyscan permettent d'effectuer des expériences qui repoussent les limites de l'acquisition en super-résolution non invasive et à grande vitesse ainsi que de la caractérisation moléculaire des échantillons biologiques. En maximisant la détection de signal grâce à l'utilisation de son unique détecteur de zone, Airyscan permet d'obtenir un mélange particulier de sensibilité et d'informations spatiales améliorées. Conçue pour une utilisation intuitive, cette technologie est entièrement intégrée aux microscopes à balayage laser ZEISS, offrant des possibilités en constante évolution pour dépasser les limites de l'imagerie confocale traditionnelle.

  • Des informations structurelles améliorées intégrées de manière optimale à votre expérience
  • Amélioration simultanée de la résolution spatiale et temporelle
  • Accès simplifié aux dynamiques moléculaires sous-jacentes au sein d'échantillons vivants.

Imagerie non invasive en super-résolution

Des informations structurelles améliorées intégrées de manière optimale à votre expérience

L'objectif principal de tout microscope est de révéler l'inconnu en imageant jusqu'aux plus infimes structures. La super-résolution est devenue la norme de l'imagerie de fluorescence et est couramment utilisée dans de nombreuses expériences microscopiques. Il est cependant primordial de choisir une méthode sûre pour préserver les échantillons vivants et obtenir des résultats fiables. Utiliser Airyscan ne requiert pas de connaissances expertes en microscopie pour effectuer vos expériences en super-résolution. Les étapes de préparation de l'échantillon et les flux de tâches restent inchangées des pratiques d'imagerie confocale établies. Airyscan vous permet d'obtenir davantage d'informations structurelles et de recueillir plus efficacement le signal de fluorescence disponible, rendant cette méthode en super-résolution particulièrement douce pour vos échantillons sensibles. Choisissez parmi différentes options de traitement et personnalisez-les en toute simplicité pour obtenir des données quantifiables fiables. Joint Deconvolution permet d'obtenir une résolution latérale allant jusqu'à 90 nm en utilisant les informations spatiales supplémentaires que seul l'Airyscan peut fournir.

Coloration de F-actin (phalloïdine, cyan) et de DE-Cadherin (rouge) dans le Drosophila germarium. Image acquise avec ZEISS Airyscan 2 suivie de l'application de Joint Deconvolution.

Coloration de F-actin (phalloïdine, cyan) et de DE-Cadherin (rouge) dans le Drosophila germarium. Image acquise avec ZEISS Airyscan 2 suivie de l'application de Joint Deconvolution. Avec l'aimable autorisation de T. Jacobs, AG Luschnig, WWU Münster ; avec T. Zobel, Imaging Network de Münster, Allemagne

Cellule HeLa, étendue 4× et marquée par tubuline alpha acétylée (vert). Comparaison de l'image confocale avec Airyscan SR et Airyscan Joint Deconvolution.

Cellule HeLa, étendue 4× et marquée par tubuline alpha acétylée (vert). Comparaison de l'image confocale avec Airyscan SR et Airyscan Joint Deconvolution.

Mitochondries dans une cellule d'Arabidopsis thaliana. Comparaison de l'image confocale avec Airyscan SR et Airyscan Joint Deconvolution. Avec l'aimable autorisation de J.-O. Niemeier, AG Schwarzländer, WWU Münster, Allemagne.

Mitochondries dans une cellule d'Arabidopsis thaliana. Comparaison de l'image confocale avec Airyscan SR et Airyscan Joint Deconvolution. Avec l'aimable autorisation de J.-O. Niemeier, AG Schwarzländer, WWU Münster, Allemagne.

image de la brochure LSM Airyscan

ZEISS LSM Airyscan

Imagerie sensible en super-résolution à grande vitesse et caractérisation moléculaire

Acquisition d'images confocales à grande vitesse

Amélioration simultanée de la résolution spatiale et temporelle

Comprendre les processus dynamiques des systèmes vivants implique de ne pas compromettre les informations spatiales en faveur de la résolution temporelle requise. La capacité d'allier l'imagerie rapide avec la super-résolution fait d'Airyscan un outil polyvalent pour observer la dynamique vivante à une résolution subcellulaire et pour imager efficacement de grands échantillons en 3D, ce qui favorise une imagerie efficace des processus dans les cellules, les sphéroïdes, les organoïdes ou les organismes entiers. Le détecteur multi-éléments d'Airyscan simplifie l'acquisition rapide de 2 à 8 lignes d'images, accélérant ainsi le traitement d'imagerie et améliorant l'acquisition d'informations structurelles. Les diverses options de parallélisation d'Airyscan fournissent une flexibilité optimale pour répondre aux différents besoins expérimentaux. En tirant parti des informations fournies par le détecteur de zone, la résolution peut être encore améliorée grâce à la fonction Joint Deconvolution, une méthode de traitement fiable spécifiquement optimisée pour les modes d'imagerie à grande vitesse d'Airyscan.

Cellules HeLa colorées pour l'ADN (bleu, Hoechst 44432), microtubules (jaune, anti-tubuline Alexa 488) et la F-actine (magenta, phalloïdine Abberior STAR Red). Imagées avec ZEISS Airyscan 2 en mode Multiplex.

Imagerie en super résolution efficace d'un grand champ d'observation

Cellules HeLa colorées pour l'ADN (bleu, Hoechst 44432), microtubules (jaune, anti-tubuline Alexa 488) et la F-actine (magenta, phalloïdine Abberior STAR Red). Imagées avec ZEISS Airyscan 2 en mode Multiplex.

Avec l'aimable autorisation d'A. Politi, J. Jakobi et P. Lenart, MPI pour la chimie biophysique, Göttingen, Allemagne

Étudier le transport vésiculaire dans des cellules vivantes mammifères

La combinaison unique entre l'éclairage non invasif prodigué par la technologie de l'Airyscan et ses performances de vitesse permet de réaliser une imagerie efficace du mouvement vésiculaire en 3D. L'exemple montre le mouvement rapide d'endosomes précoces dans des cellules mammifères, acquis avec l'Airyscan 2 en mode MPLX CO-8Y. La meilleure résolution de l'Airyscan jDCV a permis de segmenter les vésicules et de les suivre dans le temps à travers le volume cellulaire avec ZEISS arivis Pro.

10 µm de coupe de cerveau de souris, Calbindin-A488 (bleu), Gephyrin-A568 (jaune), VGAT-A647 (magenta).

Synapses dans le cervelet de la souris imagées à une vitesse accrue dans la résolution la plus élevée

Les synapses sont des zones de contact qui s'établissent entre deux neurones différents, le neurone présynaptique (émetteur) et le neurone postsynaptique (récepteur). Elles peuvent être marquées à l'aide de différents marqueurs, mais requièrent une résolution supérieure à celle obtenue en microscopie confocale pour être séparées dans l'espace..

Si Airyscan SR avec Joint Deconvolution (jDCV) est capable d'imager les deux structures de manière adéquate, on obtiendra la même résolution avec jDCV pour Airyscan Multiplex. Le temps d'imagerie en mode MPLX 4Y est alors de 1 minute et 31 secondes contre 9 minutes en mode SR, ce qui met en évidence une augmentation impressionnante de la vitesse.

10 µm de coupe de cerveau de souris, Calbindin-A488 (bleu), Gephyrin-A568 (jaune), VGAT-A647 (magenta). Échantillon fourni avec l'aimable autorisation de Luisa Cortes, Centre d'imagerie microscopique de Coimbra, CNC, Université de Coimbra, Portugal

Dynamics Profiler

Accès simplifié aux dynamiques moléculaires sous-jacentes au sein d'échantillons vivants

Avec ZEISS Dynamics Profiler, mesurez facilement et en une seule fois la concentration moléculaire, la diffusion et la dynamique de flux des protéines fluorescentes dans vos échantillons vivants. En utilisant uniquement les éléments du détecteur Airyscan, Dynamics Profiler recueille plus d'informations qu'il n'était possible auparavant avec la spectroscopie de corrélation de fluorescence (FCS) traditionnelle, ce qui vous donne la possibilité de réaliser des analyses précises et reproductibles, même avec des échantillons brillants. Cette méthode permet également d'explorer des échantillons sensibles sans les exposer à une lumière excessive ou à une durée d'expérience prolongée. Établissez un profil approfondi des molécules pour effectuer vos expériences, qu'il s'agisse de cultures cellulaires, d'organoïdes ou d'organismes entiers. Étudiez par exemple la transition des condensats cellulaires formée par la séparation de phase liquide-liquide, mesurée par la diffusion asymétrique. Avec Flow Analysis, vous pouvez en outre mesurer la vitesse et la direction des molécules fluorescentes se déplaçant dans un flux sanguin ou dans des systèmes microfluidiques, tels que les organes sur puce. Ajouter des mesures de dynamiques moléculaires à vos expériences sur échantillon vivant n'a jamais été aussi simple.

Image conventionnelle de fluorescence (à gauche) et piles z (au milieu) ; mesures ultérieures avec Dynamics Profiler dans le même embryon du même système (à droite). Le graphique et le tableau de données montrent les résultats des mesures effectuées à cinq endroits différents.

Comparer les concentrations de molécules dans différentes cellules

La dynamique des protéines fluorescentes et les mesures de concentration peuvent être ajoutées sans effort à une expérience confocale. L'échantillon montre un embryon de Drosophila melanogaster exprimant mCherry sous le contrôle de l'amplificateur cardiaque et hématopoïétique manuel (Han et Olson, 2005), situé dans le troisième intron. Même avec des échantillons brillants comme celui-ci, Dynamics Profiler permet d'obtenir des données FCS solides et de comparer les concentrations de molécules dans différentes cellules.

Image conventionnelle de fluorescence (à gauche) et piles z (au milieu) ; mesures ultérieures avec Dynamics Profiler dans le même embryon du même système (à droite). Le graphique et le tableau de données montrent les résultats des mesures effectuées à cinq endroits différents.

Échantillon fourni avec l'aimable autorisation du Prof. Dr Achim Paululat et Dr Christian Meyer, Université d'Osnabrück, Département de zoologie et de biologie du développement, Allemagne

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ZEISS Airyscan : Aperçu de la technologie

Des possibilités expérimentales qui surpassent les normes en microscopie confocale

Le concept confocal d'Airyscan va au-delà d'une mise en œuvre conventionnelle : au lieu que la lumière ne passe par un sténopé pour atteindre un détecteur unique, l'Airyscan se compose de 32 éléments agissant comme de minuscules sténopés, qui prennent une image dans le plan du sténopé à chaque position scannée. En combinant 32 de ces petits détecteurs semblables à des sténopés avec un détecteur de zone large, Airyscan permet de recueillir davantage de lumière et d'enregistrer des informations de fréquence spatiale plus élevée. Sa déconvolution par filtre de Wiener linéaire entièrement intégrée ne nécessite pratiquement aucune interaction et favorise des résultats quantitatifs fiables.

  • Illustration : (1) Miroir, (2) Filtres d'émission, (3) Optique zoom, (4) Disque d'Airy, (5) Détecteur Airyscan

    (1) Miroir, (2) Filtres d'émission, (3) Optique zoom, (4) Disque d'Airy, (5) Détecteur Airyscan

    Airyscan vous permet d'obtenir davantage d'informations structurelles et de recueillir plus efficacement le signal de fluorescence disponible, rendant cette méthode en super-résolution particulièrement douce pour vos échantillons sensibles. Choisissez parmi différentes options de traitement et personnalisez-les en toute simplicité pour obtenir des données quantifiables fiables. Joint Deconvolution permet d'obtenir une résolution latérale allant jusqu'à 90 nm en utilisant les informations supplémentaires que seul l'Airyscan peut fournir.

     

  • En modes Multiplex, un éclairage et des schémas de lecture adaptés vous permettent de choisir parmi différentes options de parallélisation pour accélérer l'acquisition de la super-résolution. La forme du faisceau d'excitation peut être élargie pour couvrir jusqu'à 8 lignes d'images simultanément et donc acquérir des signaux en parallèle. Les éléments du détecteur de zone fournissent toutes les informations utiles pour améliorer la résolution d'image finale tout en réduisant considérablement le temps d'imagerie.

    Illustration. Airyscan Multiplex en modes SR-2Y / CO-2Y et SR-4Y permet de scanner 2, voire 4 lignes d'image en super-résolution en un seul balayage.

    Contrairement au mode Airyscan SR, qui génère un pixel d'image en super-résolution pour chaque position d'éclairage, l'information spatiale fournie par les modes Multiplex SR-2Y / CO-2Y et SR-4Y permet de scanner 2, voire 4 lignes d'image en super-résolution en un seul balayage.

    Illustration. Pour Airyscan Multiplex SR-8Y et CO-8Y, le spot laser d'éclairage est allongé verticalement pour capturer 8 pixels d'image pour chaque position d'éclairage

    Pour Airyscan Multiplex SR-8Y et CO-8Y, le spot laser d'éclairage est allongé verticalement pour capturer 8 pixels d'image pour chaque position d'éclairage. L'échantillonnage peut être effectué en super-résolution (SR) ou en résolution confocale (CO). Profitez de l'avantage que vous procure cette vitesse pour effectuer des séries temporelles ultrarapides de coupes individuelles, une juxtaposition rapide de grandes zones ou une imagerie volumétrique rapide en time-lapse.

  • Nanorègles GATTA SIM imagées avec Airyscan SR (GATTA-SIM 120B, à gauche) et Airyscan jDCV (GATTA-SIM 90B, à droite).

    Nanorègles GATTA SIM imagées avec Airyscan SR (GATTA-SIM 120B, à gauche) et Airyscan jDCV (GATTA-SIM 90B, à droite).

    Chacun des 32 éléments du détecteur Airyscan a une vue légèrement différente sur l'échantillon, fournissant donc des informations spatiales supplémentaires qui rendent possible l'application de Joint Deconvolution pour tous les modes d'imagerie Airyscan. Cela réduit encore la distance entre les objets pouvant être imagée (jusqu'à 90 nm) sans pour autant effectuer de quelconque modification lors de la préparation de l'échantillon ou du processus d'acquisition d'image. Vos expériences en super-résolution bénéficieront d'une meilleure séparation des marqueurs simples ou multiples.

    Cellules de levure bourgeonnante avec la protéine localisée à la membrane interne mitochondriale (vert) et à la matrice mitochondriale (magenta).
    Cellules de levure bourgeonnante avec la protéine localisée à la membrane interne mitochondriale (vert) et à la matrice mitochondriale (magenta).
    Cellules de levure bourgeonnante avec la protéine localisée à la membrane interne mitochondriale (vert) et à la matrice mitochondriale (magenta). Avec l'aimable autorisation de K. Subramanian / J. Nunnari, Université de Californie, Davis, États-Unis

Téléchargements

    • Des possibilités expérimetales qui surpasset les ormes e microscopie cofocale

      ZEISS LSM Airyscan

      11 MB
    • ZEISS Dynamics Profiler

      Your Easy Access to Underlying Molecular Dynamics in Living Samples

      2 MB


    • ZEISS Dynamics Profiler

      Follow dynamic biological processes and reveal spatial molecular characteristics

      3 MB
    • The Basic Principle of Airyscanning

      1 MB
    • ZEISS LSM 9 Family with Airyscan 2

      Multiplex Mode for Fast and Gentle ConfocalSuperresolution in Large Volumes

      3 MB
    • A Practical Guide of Deconvolution

      2 MB


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