LSM 980 mit Airyscan 2

Ihr Next Generation Konfokalmikroskop mit Multiplex-Modus

Die Forschung im Bereich der Life Sciences ist anspruchsvoll. Und wenn Sie in der Neurowissenschaft, Krebsforschung oder anderen zell- oder organismusbasierten Forschungsbereichen tätig sind, benötigen Sie für Ihre Arbeit oft Daten, die mit Hilfe der Konfokalmikroskopie erzeugt werden. Neue Technologien wie CRISPR / Cas eröffnen innovative Möglichkeiten und bieten Zugang zu neuen wissenschaftlichen Fragestellungen. Diese Entwicklung hat auch einen maßgeblichen Einfluss auf die bildgebenden Verfahren, die Sie für Ihre Experimente nutzen. Für eine möglichst unbeeinträchtigte Beobachtung lebender Zellen sollten Ihre biologischen Modelle – wie etwa 3D-Zellkulturen, Sphäroide, Organoide oder auch ganze Organismen – nur über eine geringe Farbstoffdichte verfügen. Für diese Proben ist Live Cell Imaging in 3D erforderlich, bei dem optische Schnitte mit geringer Phototoxizität und hoher Aufnahmegeschwindigkeit kombiniert werden. Hinzu kommen Experimentwiederholungen, um statistisch valide Daten für Ihre Schlussfolgerung zu erhalten – nicht zuletzt dafür wird ein hoher Probendurchsatz benötigt.

Das neue LSM 980 mit Airyscan 2 ist das ideale Konfokalmikroskop für das 4D-Imaging. Der gesamte Strahlengang ist für die gleichzeitige spektrale Detektion mehrerer schwacher Markierungen mit höchster Lichtausbeute optimiert. Der neue Multiplex-Modus für Airyscan 2 bietet Ihnen viele Bildgebungsoptionen für Ihre Experimente. Damit können Sie Ihr perfektes Set-up wählen. Nie zuvor war es möglich so große Sehfelder mit Superauflösung bei so kurzen Aufnahmezeiten abzubilden. Eine Reihe Softwaretools hilft Ihnen dabei Ihren Arbeitsprozess zu optimieren und unterstützt Sie effizient bei der Bildaufnahme und Datenverwaltung. Mit ZEN Connect können Sie alle Details Ihrer Experimente dokumentieren und mit Kollegen teilen. Durch die Kombination von Übersichtsbildern, Bildausschnitten und zusätzlichen Daten behalten Sie auch über mehrere Bildgebungsverfahren hinweg immer den Kontext im Blick.

Highlights

  • Schneller bessere Daten erhalten

Verwenden Sie den neuen Multiplex-Modus des Airyscan 2, um mehr Informationen in kürzerer Zeit zu erhalten. Mit dem intelligenten Beleuchtungs- und Detektionsverfahren können anspruchsvolle dreidimensionale Proben mit einer Auflösung jenseits der Beugungsgrenze und mit hohen Bildaufnahmeraten abgebildet werden – Ihre empfindlichen Proben werden dabei schonend behandelt. Sie haben die volle Flexibilität einer konfokalen Punktabtastung und können gleichzeitig die Geschwindigkeit und Probenschonung eines hochempfindlichen Airyscan-Flächendetektors nutzen. Dadurch wird es möglich, wissenschaftliche Fragen achtmal schneller zu beantworten – und das in Superauflösung.



 

Live Imaging mit 143 Bildern pro Sekunde von fluoreszierend markierten beweglichen Cilien des Gehirn-Ependymas. Aufgenommen mit dem Airyscan CO-8Y-Modus: Eine hohe Bildqualität kombiniert mit hoher Aufnahmegeschwindigkeit ermöglicht die detaillierte Analyse von Richtung und Frequenz des Cilienschlags. © Mit freundlicher Genehmigung von G. Eichele, Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie, Göttingen, Deutschland

  • Erhöhen Sie Ihre Produktivität 
Noch nie war es einfacher, Live Cell Imaging auf einem Konfokalmikroskop durchzuführen. Die neueste Version der ZEN Imaging Software steuert Ihr neues LSM 980 mit Airyscan 2 und stellt Ihnen viele nützliche Softwaretools zur Verfügung. Ihre Arbeit wird einfacher und schneller als je zuvor und Sie erhalten in kürzester Zeit reproduzierbare Ergebnisse. Mit Smart Setup und dem neuen Sample Navigator werden die Bereiche von Interesse für die Bildgebung schnell gefunden und abgebildet, so dass mehr Zeit für die eigentliche Arbeit der Datenerfassung bleibt. Direct Processing ermöglicht die parallele Bildaufnahme und Datenverarbeitung. Und mit ZEN Connect sind Sie immer auf dem Laufenden – noch während der Bildgebung und danach, wenn Sie Ihre Arbeitsergebnisse mit Anderen teilen. Denn das Überlagern und Organisieren von Bildern aus verschiedenen Quellen ist ganz einfach.

In diesem Video erfahren Sie, wie ZEN Connect Ihnen hilft, während der Bildgebung immer über alles Wichtige informiert zu sein: von der Aufnahme eines Übersichtsbildes über die Definition der Regionen für die Bildaufnahme bis hin zum Wechsel zwischen verschiedenen Bildgebungssystemen. So sparen Sie Zeit und bleiben immer auf dem Laufenden.

  • Bildgebung mit höherer Empfindlichkeit 

Das LSM 980 bietet Ihnen das Beste aus zwei Welten. Selbst anspruchsvollste Proben können damit abgebildet werden. Das Konfokalmikroskop ist mit dem lichteffizienten Strahlengang der LSM 9-Familie ausgestattet und bietet mit bis zu 34 simultanen Kanälen volle spektrale Flexibilität. Auf diese Weise können selbst schwache Signale mit höchster Empfindlichkeit dargestellt werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit das Mikroskop mit dem neuen Multiplex-Modus für Airyscan 2 zu kombinieren. Diese Methode ist ein Meilenstein in der konfokalen Mikroskopie und extrahiert aus Ihrer Probe in kürzerer Zeit noch mehr Informationen. Für eine hohe Auflösung muss kein Pinhole geschlossen werden – Ihr konfokales 4D-Imaging wird dadurch noch lichteffizienter. Und Sie erhalten bei all Ihren Proben die beste Datenqualität.

HeLa-Zellen, deren DNA (blau, Hoechst 44432), Mikrotubuli (gelb, Anti-Tubulin Alexa 488) und F-Aktin (Magenta, Phalloidin Abberior STAR Red) gefärbt sind.

HeLa-Zellen, deren DNA (blau, Hoechst 44432), Mikrotubuli (gelb, Anti-Tubulin Alexa 488) und F-Aktin (Magenta, Phalloidin Abberior STAR Red) gefärbt sind. Aufnahme mit ZEISS Airyscan 2 im Multiplex-Modus, für eine effiziente Bildgebung in Superauflösung mit großem Sehfeld. © Mit freundlicher Genehmigung von A. Politi, J. Jakobi und P. Lenart, Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie, Göttingen, Deutschland.

Das flexible und empfindliche Konfokalmikroskop für beste Bildqualität

Für beste Bildqualität

Beim Konfokalmikroskop LSM 980 mit Airyscan 2 wurde jede Komponente auf höchste Empfindlichkeit und Flexibilität optimiert. Das gilt auch für das Design des Strahlengangs: bis zu 13 Bilder pro Sekunde liefert das System während eines Experiments. Die linearen Scanner beleuchten Ihre Probe gleichmäßig und ermöglichen so eine effiziente Signalerfassung während mehr als 80 % der Bildaufnahmezeit. Die spezielle Ausrichtung des zentralen dichroitischen Twin Gate-Strahlteilers in einem niedrigen Winkel unterdrückt Streulicht und sorgt stets für einen ausgezeichneten Kontrast. Um sicher zu gehen, dass alle wertvollen Emissions-Photonen erfasst werden, können Sie den Emissionserfassungsbereich sogar über die Anregungslaserlinie hinaus erweitern.

Das LSM 980 leitet das Emissionslicht auf den Quasar-Detektor, mit 3, 6 oder 34 Kanälen, der alle Signale Ihrer Farbkombination ausliest. Dabei können die Emissionsbänder auf den Nanometer genau an Ihre Markierungen angepasst werden. Ein einziger Lambda-Scan genügt, um überlappende Markierungen oder Autofluoreszenz mit 34 Kanälen zu erfassen und diese dann mit Linear Unmixing-Funktion zu trennen. Dabei wird die Lichteinwirkung auf Ihre Probe auf ein Minimum reduziert und gleichzeitig die konfokale Bildgebung beschleunigt. Mit dem LSM 980 nutzen Sie die verbesserte Quanteneffizienz und den ausgezeichneten Dynamikbereich empfindlicher GaAsP-Detektoren. Mit Airyscan 2 wird dann die Empfindlichkeit und Geschwindigkeit erhöht und in Superauflösung aufgenommen. Abschließend lassen sich alle Bildgebungsverfahren in einem einzigen Experiment kombinieren.

Das Airyscan-Prinzip

Principle of airyscan

Klassische konfokale Laser-Scanning-Mikroskope verwenden Punktbeleuchtung, um die Probe sequentiell zu scannen. Die Mikroskopoptik wandelt jeden Punkt in ein komplexes Beugungsmuster (Airy-Scheibe). Ein Pinhole begrenzt dann räumlich die Airy-Scheibe, damit kein Licht außerhalb des Fokusbereichs den Detektor erreicht. Das Schließen des Pinholes bietet zwar eine höhere Auflösung, doch dabei werden weniger Photonen erfasst, die auch durch Dekonvolution nicht zurückgebracht werden können.

Airyscan 2 ist ein Flächendetektor mit 32 konzentrisch angeordneten Detektorelementen. Dies ermöglicht es Ihnen, größere Teile der Airy-Scheibe auf einmal zu erfassen. Das konfokale Pinhole selbst bleibt offen und blockiert das Licht nicht. Somit werden mehr Photonen gesammelt. Dies führt zu einer deutlich höheren Lichteffizienz während der Bildgebung. Airyscan 2 bietet Ihnen eine einzigartige Kombination aus schonender Bildgebung in Superauflösung und hoher Empfindlichkeit.

So funktioniert der neue Multiplex-Modus für Airyscan 2

Die LSM 9-Familie mit Airyscan 2 von ZEISS bietet Ihnen jetzt mehr Möglichkeiten, die Bildgebungsgeschwindigkeit und Auflösung an Ihre experimentellen Bedürfnisse anzupassen. Sie kombinieren einen konfokalen Flächendetektor mit intelligenten Beleuchtungs- und Ausleseschemata, bei denen Sie aus verschiedenen Parallelisierungsoptionen wählen können. Der neue Multiplex-Modus nutzt das Wissen über die Punktform des Anregungslasers und die Position einzelner Flächendetektorelemente, um mehr räumliche Informationen zu gewinnen – Auch bei paralleler Pixelauslesung. Dies ermöglicht größere Schritte beim Scan des Anregungslasers über das Sehfeld und verbessert so die erreichbaren Aufnahmegeschwindigkeiten.

Tatsächlich ermöglichen die vielen räumlichen Informationen in der Pinhole-Ebene die Rekonstruktion eines Ergebnisbildes in viel besserer Auflösung als bei der Abtastung der Aufnahme. Der Airyscan 2 im Multiplex-Modus kann in einem einzigen Durchgang bis zu vier superaufgelöste Bildzeilen mit hohem Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) erfassen. Ihr LSM 980 mit Airyscan 2 ermöglicht es, den Anregungslaserpunkt zu dehnen, um acht Linien parallel abzubilden. Nutzen Sie diesen Geschwindigkeitsvorteil – sei es für ultraschnelle Zeitreihen von Einzelsegmenten, für schnelle Kachelaufnahmen großer Flächen oder für schnelle, volumetrische Zeitraffer-Bildgebung.

Sehen Sie sich die Videoanimation zum Multiplex-Modus an

LSM 980 Airyscan SR Multiplex SR-4Y Multiplex SR-8Y Multiplex CO-8Y
Parallelisierung

1

4

8

8

Auflösung

120/120

140/140

120/160

Confocal or better

Max. Bilder/s bei max. Sehfeld

0.2 (Zoom 1.7)

1.0 (Zoom 1)

2.0 (Zoom 1)

9.6 (Zoom 1)

Antikörper-Markierung, feine Strukturen

+++++

++++

+++

++

Antikörper-Markierung, Kachelaufnahme

++

++++

++++

+++

Live Cell imaging

++

+++

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Anwendungen

ZEISS LSM 980 in der Anwendung

Meiose bei Seesternoozyten
Die Tiefencodierung zeigt eine Teilmenge von 52 μm. Im Film ist der Transport von Chromosomen in einer Seesternoozyte zu sehen, die eine Meiose durchläuft. Die Chromosomen sind mit Histon 1-Alexa 568 markiert. Im Airyscan CO-8Y-Modus wurde alle 2,4 Sekunden ein z-Stack von 67 μm erfasst. Gleichzeitig zum Chromosomentransport zerfällt der Nukleolus (die große kugelförmige Struktur).

Meiose bei Seesternoozyten
Die Darstellung ist eine Projektion des Prozesses entlang der z-Achse (maximale Intensität) und der Zeit (farbkodierte Projektion), um die Bewegung der Chromosomen innerhalb des Volumens des Nukleolus zu veranschaulichen. © Mit freundlicher Genehmigung von P. Lenart, Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie, Göttingen, Deutschland. 

Oozyten sind sehr große Zellen mit einem großen Nukleolus, die alle Nährstoffe speichern, um die frühe embryonale Entwicklung zu unterstützen. Diese Zellen müssen sich vor der Befruchtung teilen. Wie diese Zellteilung in der Zelle funktioniert, wird im Labor von P. Lenart untersucht.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass ein Aktin-Netzwerk erforderlich ist, um die Chromosomen zu sammeln, die im Nukleolus der Oozyte verstreut sind. Sie werden dann an Mikrotubuli übergeben, die die Chromosomen einfangen und entlang der Spindel ausrichten. Die aktin- und mikrotubuligesteuerten Transportphasen weisen sehr unterschiedliche Geschwindigkeiten und weitere Differenzierungsmerkmale auf, die durch die Verfolgung der Chromosomenbewegung unterschieden werden können.

Das ist eine schöne Imaging-Herausforderung, da Chromosomen im sphärischen Nukleolus mit einem Durchmesser von 80 μm verstreut sind und über einen Zeitraum von etwa 15 Minuten transportiert werden. Im Jahre 2005 konnten wir alle 45 Sekunden jeweils einen Bildstapel aufnehmen. Das reichte gerade, um aktin- und mikrotubuligesteuerte Phasen zu unterscheiden. Mit den hier gezeigten neuen, hochauflösenden Bewegungsbahnen hoffen wir, mehr über die Details des Transportmechanismus zu erfahren.

Peter Lenart

Gewebeexplantate der Ependyma aus dem ventrikulären System eines Mäusehirns

Dieses ZEN Connect Projekt dokumentiert ein Experiment mit den Gewebeexplantaten der Ependyma aus dem ventrikulären System eines Mäusehirns. Alle erfassten Daten des Experiments bleiben im Kontext erhalten. Die Übersichtsbilder von Kamera und LSM ermöglichen es, die Lokalisation des erfassten Ziliarschlags innerhalb der Probe präzise zu erfassen. Die Flusskarte der von den Zilien erzeugten Strömung entlang der ependymalen Wand wird als Referenz hinzugefügt.

Übersicht über fluoreszenzmarkierte motile Zilien auf Ependymagewebe-Explantaten aus einem Mäusehirn

Mit Airyscan 2 kann schnell ein Übersichtsbild über fluoreszierende Bereiche gewonnen werden. Dazu führt man im Multiplex CO-8Y-Modus eine Kachelaufnahme durch, um Regionen von Interesse zu finden – in diesem Fall bei beweglichen Cilien auf Ependymagewebe-Explantaten aus dem Gehirn einer Maus. Die Z-Ebenen werden in farbiger Tiefenkodierung dargestellt. Die genaue Position der aufgenommenen beweglichen Cilie wird im ZEN Connect-Projekt dokumentiert.

Live Imaging mit 143 Bildern pro Sekunde von fluoreszierend markierten beweglichen Cilien des Gehirn-Ependymas. Aufgenommen mit dem Airyscan CO-8Y-Modus: Eine hohe Bildqualität kombiniert mit hoher Aufnahmegeschwindigkeit ermöglicht die detaillierte Analyse von Richtung und Frequenz des Cilienschlags. © Mit freundlicher Genehmigung von G. Eichele, Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie, Göttingen, Deutschland


© Mit freundlicher Genehmigung von M. Paoli, Galizia Lab, Universität Konstanz, Deutschland

Die Gehirn-, Brust- und Bauchganglien der Schabe sind durch bilaterale Verbindungsbündel verbunden. Diese bestehen aus auf- und absteigenden Interneuronen, die das Strickleiternervensystem bilden. In diesem Präparat wurden linke und rechte Konnektive einzeln markiert (Alexa 488: grün, Alexa 647: magenta). Die Markierung erfolgte posterior zum suboesophagealen Ganglion. Es soll die Ausdehnung ihrer Innervation innerhalb der verschiedenen Neurophilen sowie durch die ipsi- und kontralateralen Teile des Gehirns beobachtet werden. (DNA markiert mit DAPI: cyan). Die Bildgebung erfolgte mittels Kachelaufnahme, um das gesamte Volumen (3×2,3×0,26 mm) zu erfassen. Die 3D-Animation des kompletten Datensatzes erfolgte mit arivis Vision 4D, dem perfekten Werkzeug zum Rendern und Analysieren großer Datensätze. Der 4D-Viewer in arivis Vision 4D kann so konfiguriert werden, dass er die Darstellung einzelner Kanäle unabhängig voneinander anpasst, um bestimmte Funktionen hervorzuheben.

Diese Einstellungen können zusammen mit den Clipping-Ebenen oder der unterschiedlichen Opazität einzelner Kanäle in Schlüsselbildern gespeichert werden. Die Software interpoliert automatisch zwischen den Kanälen, um eine nahtlose Animation zu erzeugen. Diese Animationen können in der Vorschau betrachtet und bearbeitet werden, bevor hochauflösende Videorenderings erstellt werden.

Downloads

ZEISS LSM 980 with Airyscan 2

Your Next Generation Confocal for Fast and Gentle Multiplex Imaging

34 Pages
Filesize: 10,887 kB

The Basic Principle of Airyscanning

22 Pages
Filesize: 1,473 kB

ZEISS LSM 9 Family with Airyscan 2

11 Pages
Filesize: 3,114 kB

ZEISS LSM 980 ve Airyscan 2 (Turkish Version)

Hızlı ve Hassas Multiplex Görüntüleme İçin Yeni Nesil Konfokal Mikroskobunuz

34 Pages
Filesize: 4,681 kB