共聚焦显微镜FLIM/FCS升级套件LSM Upgrade Kit

共聚焦显微镜FLIM/FCS升级套件LSM Upgrade Kit

激光扫描共聚焦显微镜(LSM)是生物化学,细胞生物学和其他相关生命科学领域中广泛使用的工具。 通过使用时间分辨技术,可以进一步增强这些显微镜的功能,并具有以下优点:

  • 基于荧光寿命的荧光共振能量转移(FRET)效率量化测量
  • 利用时间分辨成像测量环境参数(pH,离子浓度)
  • 寿命测量与荧光团浓度无关
  • 利用荧光寿命拆分发射光谱重叠的荧光分子
  • 减少所需检测器的数量——一个检测器足以根据不同荧光团的特定寿命通过模式匹配同时检测不同荧光团
  • 用荧光寿命区分荧光对弹性和拉曼散射及其他背景噪声造成的影响
  • 荧光寿命作为一个进一步的参数提高了分析测量的准确性

该升级套件作为激光扫描显微镜升级部件,在增强了功能性的基础上,更使整个系统简单易用。作为交钥匙系统,它主要包含三个单元:皮秒脉冲激发源,单分子灵敏度检测器,以及时间相关单光子计数(TCSPC)模块。

产品特点
  • FLIM, FRET, FCS的交钥匙系统
  • 紧凑、易用、免维护的组件,所有的升级系统各个配置都高度模块化,具有无限的灵活性
  • 最大4通道独立探测模块的高灵敏系统
  • 荧光寿命探测范围从<100 ps到微秒级别
  • 高端易用、匹配多种分析方式的数据收集和分析软件
  • 可用于各向异性和厚组织FLIM
  • 新功能:rapidFLIMHiRes——利用超快FLIM成像和出色的5 ps时间分辨率实现动态过程可视化
主要应用
紧凑型FLIMFCS升级套件可结合激光扫描显微镜(LSM)用于多种时间分辨的应用,例如:
  • 时间分辨荧光
  • rapidFLIM - 重新定义动态FLIM成像标准
  • 荧光寿命成像(FLIM)
  • 磷光寿命成像(PLIM)
  • 荧光相关光谱(FCS)
  • 荧光寿命相关光谱(FLCS)
  • 荧光互相关光谱(FCCS)
  • 荧光共振能量转移(FRET)
  • 脉冲交替激发(PIE)
  • 激光切割/烧蚀
  • 模式匹配分析
  • 时间分辨光致发光(TRPL)
  • TRPL 成像
  • 反聚束效应
  • 各向异性

机械刺激时的细胞内 Ca2+ 信号传递


装有 Oregon-Green-Bapta-1 的 HEK 细胞受到机械刺激后产生的细胞内 Ca2+ 信号。在这段视频中,对上面两个细胞进行了机械刺激前、刺激过程中和刺激后的成像。机械刺激导致细胞吸收钙离子。Ca2+ 浓度的增加导致 OGB-1 AM 的荧光寿命发生变化,顶部两个细胞在短时间内亮起绿光。rapidFLIMHiRes 方法能够以每秒 5 帧 FLIM 的速度对 128 x 128 像素的样品区域进行成像,从而能够在短时间内定量观察细胞中钙离子浓度的上升。

样品详情:

  • 人工脑脊液中装载了Oregon-Green-Bapta-1 (OGB-1 AM)的人类胚胎肾(HEK)细胞

实验配置:

  • 128 x 128 像素,3.81 µs像素驻留时间
  • 每秒 5 帧

样本和数据由 Rose 教授(德国杜塞尔多夫海因里希-海涅大学神经生物学研究所)提供


用rapidFLIMHiRes 监测膜张力的变化

这段视频展示了用荧光探针 Fliper-TR®(荧光脂质张量报告)对细胞膜进行染色的 MDCK 细胞。该探针嵌入密闭环境后,荧光寿命会发生显著变化。如果施加横向压力,Fliper-TR® 会发生平面化,从而导致荧光寿命的改变,这就可以对活细胞和人工膜中的脂质成分和膜张力进行成像。在等渗条件下,Fliper-TR® 的荧光寿命约为 5.1 ns。诱导高渗休克后,膜张力迅速降低,荧光寿命缩短。使用 rapidFLIMHiRes 方法进行成像的速度非常快,因此可以实时记录荧光寿命的变化以及膜张力的变化。

样品详情:

  • 用 Fliper-TR® 染色的麦丁-达比犬肾(MDCK)细胞膜

实验配置

  • 激发:485 nm
  • 图像大小: 512 x 256 像素
  • 每秒 1.0 帧
样本由瑞士日内瓦大学 A. Colom 提供

参考文献 Colom, A., Derivery, E., Soleimanpour, S. et al. A fluorescent membrane tension probe. Nature Chem 10, 1118-1125 (2018). https://doi.org/10.1038/s41557-018-0127-3


rapidFLIM - 重新定义动态FLIM成像标准


利用rapidFLIM荧光寿命成像技术,可以有效地对样品的多种动态过程进行荧光寿命成像。该技术支持下的FLIM采集过程非常迅捷,可达到每秒几帧的速度,适用于记录样品的动态过程(例如蛋白质相互作用,化学反应和离子流动),以及针对流动性高的样品的进行成像(流动性高的细胞器或颗粒,细胞的迁移等),同时还可以用于研究荧光共振能量转移的动态特性。最高每秒可获取10帧以上,具体取决于样本的亮度和图像大小。

单层囊泡具有从巨型(GUVs)到大型(LUVs)甚至到小型(SUVs)等多种尺寸。囊泡膜的柔性结构允许引入特殊标记的脂质,从而使得它们非常适合在生物物理研究中作为研究对象。因此,这种囊泡成为了研究例如模结构域的形成或脂质组织的强大模型。

到目前为止,传统获取FLIM图像都需要花费几分钟的时间,并且由于GUV的高移动性,很难对它们进行精确成像。应用rapidFLIM方法可显著减少采集时间,每秒可记录数帧。因此,即使是高度移动的GUV,也可以精确跟踪。在该示例中,将两个荧光团标记的脂质(C6-NBD-PCN-Rhd-DOPE)掺入GUV中。在无相分离的GUV中,由于受体罗丹明的FRET过程,NBD7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazol-4-yl)的寿命被强烈淬灭(低至约2 ns)。此处显示的视频包含300帧,以5.6 fps的帧率记录。

样品详细:

具有NBD和罗丹明标记的脂质的GUVs(无相分离):DOPC + 0.5 mol % Palmitoyl-C6-NBD-PC + 0.5 mol % N-Rhd-DOPE

NBD标记的Palmitoyl-C6-NBD-PC(磷脂酰胆碱)

罗丹明标记的N-Rhd-DOPE(二油基磷脂酰乙醇胺)

实验配置:

  • 激发光: 485 nm40 MHz
  • 长通滤光片: 488 nm
  • 75 x 75 µm,300 x 300像素, 1 µs/像素
  • 300帧,每秒5.6

GUV由柏林洪堡大学分子生物物理实验室的Ivan Haralampiev制备


使用荧光寿命确定脂质顺序


FLIM测量有助于区分有序和无序的膜相。在液相有序和无序之间变化时,膜染料Laurdandi-4-ANEPPDHQ会发生荧光发射光谱蓝移以及的寿命偏移,因此它们可以用来做膜序的成像。这些图像通常采用归一化强度比图像的形式,通常称之为广义极化(GP)图。在这里,通过时间相关单光子计数(TCSPC),利用已知的激发态光物理,可以来证明这两个荧光探针的GP对比度的增强。该图显示了结合了寿命和光谱变化的Laurdan染色的固定BAEC细胞的GP图。与内部细胞室(蓝色)相比,细胞表面的质膜显示出更高的阶数(红色)。

实验配置

结合了MicroTime 200LSM升级套件(Leica TCS SP5

激发光:800 nm的双光子激发,SpectraPhysics MaiTai

分析软件:SymPhoTime

澳大利亚新南威尔士大学血管研究中心Katharina Gaus提供

参考文献:Owen et al., Microsc. Res. Tech. 73(6), (2010)
参数

激发系统

激光耦合台,基于皮秒脉冲半导体激光器(功率/重复频率可调, 最大80MHz)

375-900nm波长范围

支持单通道或者多通道驱动

可选:支持外接第三方激光器 (如钛蓝宝石飞秒激光器和超连续谱激光器)

新品:采用LDH-D-TA-560的560 nm皮秒脉冲激发

支持显微镜的厂家型号

Nikon:AX,A1, C2+, C2, C1si

Olympus: FluoView FV3000, FVMPE-RS, FluoView FV1200 (MPE), FluoView FV1000 (MPE)

Scientifica:VivoScope, HyperScope

Zeiss:LSM 980, LSM 880, LSM 780, LSM 710

探测方式

最多可支持4通道相互独立的探测模块

共聚焦和NDD配置

通过光纤与显微镜连接

探测器

单光子雪崩二极管(SPAD) ·

混合型光电倍增管(Hybrid-PMT) ·

光电倍增管(PMT)

数据采集方式

基于时间相关单光子计数(TCSPC)的TTTR测量模式 ·

多达四个通道的同时数据采集

采集和软件

SymPhoTime 64

NovaFLIM(新增软件)


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