LSM Lightfield 4D

La vie est mouvement. De nombreux processus neuronaux et physiologiques se déroulent à des vitesses très élevées, rendant difficile la capture précise de leurs dynamiques spatio-temporelles. Bien que les technologies établies soient devenues plus rapides, le temps d'acquisition nécessaire augmente toujours avec le volume de l'échantillon, ce qui impose un compromis entre l'information volumétrique et la fréquence d'imagerie pour des processus rapides comme l'activité neuronale ou les battements cardiaques. Avec Lightfield 4D, ce compromis n'est plus nécessaire, car vous pouvez capturer 80 volumes par seconde sans délai temporel en 3D. Cela permet de suivre l'activité neuronale dans les cerveaux de poissons-zèbres, le mouvement des tissus dans les embryons de Drosophila en développement, et les structures en mouvement dans les larves de C. elegans en déplacement. L'imagerie unique « un cliché, un volume » garantit que les événements cruciaux ne sont ni manqués ni déformés. Le suivi de particules avec une résolution temporelle élevée dans des volumes complets est enfin possible. Commencez vos expériences immédiatement sur votre confocal, sans avoir besoin d'ajuster la préparation de l'échantillon.

Collecter des informations en 3D d'échantillons vivants a toujours été une tâche ardue, notamment dans les échantillons de grand volume. Le sectionnement optique requiert l'acquisition séquentielle d'images individuelles pour créer une pile en Z. Chaque tranche nécessite une exposition à la lumière, qui n'est pas entièrement limitée au plan d'éclairage et peut souvent atteindre des quantités nocives sur l'ensemble du volume. Lightfield 4D agit différemment : une pile en Z complète est acquise en un seul éclairage, réduisant de fait l'exposition à la lumière et les effets phototoxiques à un minimum. Les échantillons vivants peuvent être imagés sur de longues périodes à une densité temporelle élevée. La combinaison d'une vitesse d'imagerie 3D exceptionnelle et d'une approche non invasive permet de suivre l'échantillon en multicouleur au fil du temps sans influencer l'activité vivante enregistrée. Observez les processus de développement, la migration cellulaire, le mouvement des vésicules ou tout autre changement des tissus et des organismes qui demande des heures, voire des jours, tout en obtenant la résolution temporelle nécessaire à la compréhension de la dynamique.

Généralement, le temps d'acquisition des grands volumes est le facteur critique qui limite le débit de l'imagerie. L'acquisition d'un grand volume en une seule prise de vue accélère considérablement vos expériences. La vitesse inégalée à laquelle Lightfield 4D capture des volumes multicolores peut être utilisée pour augmenter la productivité des expériences de diverses manières : imagez et analysez à chaque session plus d'échantillons que jamais auparavant et améliorez immédiatement vos statistiques expérimentales. Comparer plusieurs cohortes d'échantillons différents de phénotypes sauvage et génétiquement modifiés, ou des échantillons avec différents traitements médicamenteux. Au lieu de demander des heures, la collecte des données nécessaires ne requiert que quelques minutes, ce qui vous laisse plus de temps pour effectuer des analyses et des investigations poussées de vos ensembles de données.

Les microscopes à balayage laser (LSM) sont sans aucun doute les systèmes de microscopie les plus polyvalents. Ils allient la super-résolution et l'imagerie spectrale au sectionnement optique haute qualité de large échantillons ainsi que la possibilité d'incorporer des informations fluorescentes supplémentaires et des mesures de dynamique moléculaire. Faites passer vos expériences au niveau supérieur en couplant cette remarquable flexibilité à l'imagerie volumique non invasive et instantanée de Lightfield 4D :

• Surveillez l'activité neuronale en 3D à grande vitesse et complétez cette activité par des détails structurels à super-résolution recueillis avec Airyscan.
• Suivez les mouvements macrophages lors d'un essai de cicatrisation et ajoutez à votre enquête des détails en haute résolution sur le site de la plaie.
• Exploitez les capacités de photomanipulation de votre LSM pour des expériences de blanchiment, de photoactivation, de photoconversion ou d'ablation, suivies d'une imagerie volumique non invasive.
• Effectuez toutes ces opérations sur le même microscope dans le cadre d'une même expérience sans déplacer votre échantillon.

Afin de véritablement capturer l'essence des processus biologiques, l'imagerie doit être effectuée en 4D, le volume et le temps étant tous deux des facteurs primordiaux pour étudier les systèmes vivants. Ce concept n'a rien de nouveau. En effet, de nombreuses techniques de sectionnement optique ont été élaborées au fil des décennies passées afin de satisfaire aux exigences requises. Et pourtant, ces méthodes reposent généralement sur l'acquisition séquentielle d'images pour créer des piles en Z des volumes, ce qui introduit des différences temporelles dans un même échantillon, limitant considérablement la vitesse d'imagerie et la précision spatio-temporelle des données acquises.

Lightfield 4D apporte une solution unique en imageant un volume entier à un moment précis et sans temporisation. Au lieu d'enregistrer des images 2D individuelles à différents instants, un réseau de microlentilles placé entre l'objectif et la caméra génère 37 images distinctes, collectant toutes les informations 3D au même moment. Chacune de ces différentes vues fournit des informations spatiales et angulaires qui servent de base à la création d'une pile en Z par le biais d'un traitement basé sur la déconvolution. De cette manière, Lightfield 4D est en mesure de générer 80 piles en Z volumiques par seconde.