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ZEISS LSM 900 with Airyscan 2
低ダメージのMultiplexイメージングとスマートな解析を可能にするコンパクト共焦点顕微鏡
科学的疑問の追求のためには、最高のデータ品質が求められます。顕微鏡観察においてこれは、露光を最低限に抑えつつ、最高のコントラストと分解能を得ることを意味します。コンパクトな共焦点顕微鏡であるLSM 900は、最高のイメージング結果を提供するために最適化されたコンポーネントを備えており、これを実現します。
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LSM Plusを用いたライブイメージング:4日齢のゼブラフィッシュの発生中の視蓋におけるWnt3-EGFPを局所発現した形質膜。
独自の共焦点体験を実現するコンパクトな顕微鏡
LSM 900は、個別のコンポーネントが最高の感度とコントラストが得られるように最適化されており、生細胞イメージングで最高の画質を生み出すためのソリューションが詰め込まれています。また、LSM Plusはマルチカラーおよび生細胞の実験の結果を簡単に最適化します。設置面積が小さいので、貴重なラボスペースを節約することができます。また、不要な複雑さを省いているため、ユーザートレーニングに必要な時間を最小限に抑えることができます。

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ショウジョウバエ精巣の精祖細胞。Asterless(マゼンタ)、アセチル化チューブリン(シアン)およびHoechst 33258(黃)でマルチカラー標識。ZEISS Airyscan 2でイメージング後、ジョイントデコンボリューションで画像処理。
より高品質のデータをより高速に取得
Airyscan 2は、従来のLSM検出器よりも優れた機能を発揮します。32個の検出エレメントが個別に詳細情報を収集し、同時にすべての検出エレメントがより多くの光を集めることで、超解像の定量的結果を得ることができます。ジョイントデコンボリューション(jDCV)によってさらに分解能を高め、形態に関する情報をより深く知ることができます。また、Multiplexモードではより短時間でさらに多くの情報が得られます。
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ZEN Connect:オーバービュー画像の取得から関心領域(ROI)の定義まで、さらには、異なるイメージングシステム間で切り替えるときでも。時間を節約し、常に状況を把握することができます。
生産性の向上
豊富なソフトウェアヘルプツールにより作業が軽減され、最短時間で再現性のある結果を確実に得ることができます。AI Sample Finderを使用すると、関心領域を素早く見つけてイメージングすることができ、より多くの時間を本来の目的であるデータ取得に費やすことができます。Smart Setupは、蛍光ラベルに最適なイメージング設定をサポートします。Direct Processingにより、データ取得とデータ処理を同時に行うことが可能になります。ZEN Connectは、イメージング中も、その後の実験の全体の流れを共有するときも、常に最新の状態を把握することができます。
LSM Plus
さらに進化した共焦点体験
LSM Plusでは、検出モードや蛍光領域に依存することなく、共焦点実験の質を簡単に高めることができます。線形ウィーナーフィルターデコンボリューションによって、人の手による調整がほとんど必要なく、信頼できる定量的結果を確保することができます。実績のあるAiryscanの超解像技術による処理と同様に、基本的な光学系特性の情報は、対物レンズ、屈折率および蛍光波長範囲に基づいて自動的に適応します。
LSM Plusは簡単に使用でき、下記のメリットが得られます。
- 高速データ取得や低レーザー出力条件下でもSN比が向上。低発現量の生細胞イメージングに特に有用
- マルチカラーおよびスペクトルデータセットの分解能が向上
- 明るい試料ではピンホールを閉じてより多くの空間情報を取得し、分解能が向上
- LSM PlusのメリットとAiryscanの超解像イメージングを組み合わせた統合ワークフロー
キャプション:H2B-GFPプラスミドをトランスフェクトしたRPE1細胞。117枚のZ断面の最大値投影。LSM Plus未使用時(左)と使用時(右)の比較。
ご提供:Tingsheng, Mitosis Lab, Singapore
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ZEISS Airyscan のビームパス概要図
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(1) ミラー、(2) バリアブル セカンダリ ダイクロイック、(3) Airyscan光学系、(4) Airyscan検出器、(5) エアリーディスク
Airyscan 2
超解像イメージングと高感度の独自の組み合わせ
従来の共焦点レーザースキャン顕微鏡はレーザーを集光させて1点を照射し、試料を順次スキャンします。ピンホールが広がりのあるエアリーディスクを空間的に制限し、非焦点面の光が検出器に到達するのをブロックします。ピンホールを絞っていくと、より高い分解能が得られますが、その代わり検出する光子はより少なくなります。
Airyscan 2は、32個の同心円状に配置された検出エレメントからなるエリア検出器です。検出器全体では共焦点の標準設定を用いた場合よりも多くの光子を集められると同時に、各素子が小さなピンホールとして機能して超解像情報を取得します。これにより、構造的な情報をより正確に捉えながら、光効率を大幅に向上させることができます。
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共焦点画像(左)とAiryscan SR(中央)およびAiryscanジョイントデコンボリューション(右)との比較。HeLa細胞、4倍拡大、アセチル化α-チューブリン(緑)で標識。
共焦点画像(左)とAiryscan SR(中央)およびAiryscanジョイントデコンボリューション(右)との比較。HeLa細胞、4倍拡大、アセチル化α-チューブリン(緑)で標識。
32のビューで詳細情報が明らかに:
Airyscan jDCVによるパワフルなデコンボリューション
Airyscanの32個の検出エレメントが、それぞれわずかに異なる試料のビューを取得するため、ジョイントデコンボリューションを可能にする詳細な空間情報が得られます。これにより、解像可能な2点間の距離が90 nmまで短縮します。超解像実験では、単一または複数のラベルの分離を改善することで効果を発揮します。
Multiplexモードを備えたAiryscan 2
広い視野で試料ボリューム全体を短時間でスキャン
Airyscan Multiplexモードは、ピクセルを並列で読み出ししている間も、励起レーザースポットの形状とそれぞれのエリア検出器エレメントの位置に関する情報から、より多くの空間情報を取得します。これにより、視野全体にわたって励起レーザーをスキャンするときに、取得スピードが向上します。実際、ピンホール面でキャプチャされた大量の空間情報により、取得時よりも優れた分解能で最終画像を再構築することが可能となります。
- 一度のスキャンで最大4ラインの超解像画像情報を取得
- 広い領域を迅速にタイリング
- 効率的な生細胞イメージング
- 高速ボリュームイメージング
ZEISS LSM 900のMultiplexモード
LSM 900 |
Airyscan SR |
Multiplex SR-2Y |
Multiplex SR-4Y |
Multiplex CO-2Y |
並列処理 |
1 |
2 |
4 |
2 |
X/Y分解能(nm) |
120/120 |
140/140 |
140/140 |
共焦点もしくはそれ以上 |
最大視野における最大フレーム数/秒 |
0.4 |
0.8 |
3.5 |
3.5 |
抗体ラベル、微細構造 |
+++++ |
++++ |
++++ |
++ |
抗体ラベル、タイリング |
++ |
+++ |
+++++ |
+++ |
ライブセルイメージング |
++ |
+++ |
++++ |
+++++ |
LLC-PK1(ブタ腎臓)の細胞分裂
フォトブリーチおよび生体試料へのダメージを最低限に抑えるには、画像取得時間を短くし、最小限のレーザー出力を使用することが効果的です。LSM Plusは、紡錘体繊維などの構造の分解能だけでなく、S/N比の向上にも役立ちます。
この例では、Celldiscoverer 7でLSM 900を用いて、29分間にわたり100セットのZスタックを取得しました。これらの画像は、38枚のZスタックの最大値投影を示しています。細胞はH2B-mCherry(赤)とα-Tubulin-mEGFP(シアン)を発現しています。
ゼブラフィッシュ胚(2日)
LSM Plusは、3Dレンダリングする大容量のイメージングにおけるS/N比の向上に有用です。トランスジェニックレポーター発現による血管系(緑)および赤血球(マゼンタ)を視覚化したものを、側面からの視点と左前面からの視点で示しています。
LSM Plusを使用して、3つのタイル領域で81面の300 µmのZスタックを取得。タイルはarvis®で強化したZENでスティッチングおよびレンダリングしました。
試料ご提供:B. Schmid, DZNE Munich, Germany
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Cos7細胞のミトコンドリアの構造
Cos7細胞のミトコンドリアの構造
Cos7細胞のミトコンドリアの構造
画像は、共焦点GaAsP検出器(上段)およびAiryscan 2のHSモード(下段)を使用して、ZEISS Celldiscoverer 7でLSM 900により取得。LSM Plus(右上)を用いた共焦点画像では、SN比およびミトコンドリア構造の分解能が向上しています。Airyscanのジョイントデコンボリューション(右下)では、AiryscanのHSモード(左下)と比較して、内外膜の構造がさらに明瞭に解像されているのがわかります。ミトコンドリア外膜タンパク質TOM20(緑、Alexa Fluor-488)およびミトコンドリア内膜タンパク質ATP5a(マゼンタ、Alexa Fluor-647)を染色。
Multiplexモード
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ショウジョウバエ胚 - LSM 900のマルチプレックスモードでイメージング。
ショウジョウバエ胚
LSM 900のMultiplexモードでイメージング。ご提供:J. Sellin, LIMES Institut Bonn, Germany
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Airyscan 2のMultiplexモードで取得したヤマユリの花粉粒の顕微鏡画像。
ヤマユリの花粉粒
Airyscan 2のMultiplexモードで取得。ご提供:Jan Michels, Zoological Institute, Kiel University
ゼブラフィッシュ胚
ゼブラフィッシュ胚(Danio rerio)における側線原基移動と未熟感丘の沈着。胚を麻酔して、低濃度のアガロースを使用してガラスボトムのペトリ皿に包埋。Airyscan 2のMultiplexモードによる高分解能イメージングを個々の位置で行いました。この動画は、胚の体内を移動する側線原基の先端の最大輝度値投影を示しています(155枚のZスタック)。Airyscan 2 マルチプレックスモードのサンプルダメージの少ない高速の画像取得は、この種のアプリケーションに非常に有益です。イメージングによって試料に影響を与えることなく、非常に高いS/N比および高分解能の画像を取得することができます。
ヒト肺上皮細胞株
MitoTracker Orange(ミトコンドリア)およびSIR-DNA(核)で染色したヒト肺上皮細胞株A549。
2つのイメージングモードをシームレスに重ね合わせています。ひとつは高感度GaAsP検出器を用いた共焦点モードの蛍光画像。もうひとつはカメラを用いた位相勾配コントラスト画像です。
2.5時間のタイムラプス。開口数0.95、40倍の対物レンズを使用。
次のステップを決めるために、データ取得中にマルチモーダルの画像を見て評価をする必要がある場合があります。ZENには複数の選択肢が用意されています。システムに接続されたコンピュータで、Direct Processing機能を開始し、撮影中にAiryscan画像の処理を並列して行うことができます。
ただし、共焦点イメージングは試料の全体像の一部にすぎず、それを補完するために追加のイメージングモダリティのデータが必要になる場合があります。
ZEN Connectは、すべての実験の情報をひとつに統合することができます。1つの実験セッションのすべての画像を1つのプロジェクトにまとめ、オーバービュー画像と詳細な高分解能画像を揃えることで、実験の全体像を把握することができます。プロジェクトが作成されると、ZEISS社製だけでなく、他社製のイメージングデータ、スケッチ、分析グラフなど、あらゆるデータをいつでも追加して統合できます。実験中でも、数ヶ月後あるいは数年後であっても、いつでもすべての情報を把握し続けることができます。
ZEN Connectプロジェクトは、関連のすべてのデータセットをまとめて保持します。そのため、チームメンバーと結果を共有し、一緒に作業することが、これまでになく簡単になりました。arivis®による強力な3Dxl Viewerは、新しいLSM 900で高速取得した大量の3Dと4D画像データをレンンダリングするために最適化されています。これにより、会議や学会のための素晴らしいレンダリング画像や動画を作成できます。結局のところ、「百聞は一見に如かず」です。
すべての実験の情報をまとめる

ご提供:R. Hill, Yale University, New Haven, CT, USA
Thy1-YFPマウス脳の切片。Thy-1(緑)は神経系の細胞の情報伝達に関与。オーバービュー画像(A)ZEISS Axio Scan.Z1でイメージング。挿入画像(B)は、ZEISS LSM Airyscanを使用してイメージングしたROI拡大図。神経ネットワークを明確に観察可能。Zスタックの深さ情報を色分けして表示。(C)は単一のニューロン。