粒線體的超解析成像

觀察粒線體微觀結構與定量分析


粒線體一般直徑約為 0.5-1.0um,長約 1.5-3.0um,會在細胞中動態的改變形狀及重複分裂及融合。主要由外膜、內膜與基質組成,內膜向基質折褶會形成嵴(Cristae)的結構,因可合成 ATP 並與細胞凋亡等基本生命功能息息相關,因此被視為相當重要的胞器。由於粒線體的形態或結構會影響細胞活性,故近年來對其形態或結構與人類疾病交互關聯性的研究日益蓬勃。然而,嵴(Cristae)為奈米級的微小結構,且以秒為單位進行動態變化,傳統雷射共軛焦顯微鏡擷取速度及解像力無法有效的觀察到清晰的嵴(Cristae)型態結構及密度分布。透過 Nikon AX R with NSPARC(Nikon SPatial ARray Confocal)高速超解析空間陣列雷射共軛焦顯微系統,可有效克服以往限制,有效進行粒線體動態相關實驗。

解決方案

 
Nikon 於 2023 年推出新一代 AX R with NSPARC 高速超解析空間陣列雷射共軛焦系統,延續原有 Resonant scanner 高速掃描及業界最大 25mm 視野的特性,新增 NSPARC(Nikon Spatial Array Confocal)超解析空間陣列感測器,超越傳統共軛焦系統解像力使 XY 解析可達 100nm,Z 解析可達 300nm。可在幾秒內擷取 2D/3D 共軛焦縮時影像,捕捉粒線體分裂及融合瞬間嵴(Cristae)的微小型態變化及密度分布數據,進而可量測粒線體長寬變化進行定量分析,完成以往無法使用共軛焦系統所進行的實驗。
 
倒立式顯微鏡Ti2.jpg AX-R-with-NSPARC.jpg

Nikon ECLIPSE Ti2 研究級倒立顯微鏡

Nikon AX/AX R with NSPARC


應用情境

 
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NSPARC 與傳統 Confocal 的影像比較


實際範例

 
實際例子.jpg

超解析影像 - 微管與粒線體定量分析


應用產品

 

Eclipse Ti2-E 倒立顯微鏡

擁有無敵超大 25mm 視野數(Field of View),不需妥協即可匹配大尺寸感測晶片 CMOS cameras,顯著提升資料輸出量。Ti2 搭載穩定的抗漂移對焦平台,應付 super-resolution 超高解析快速成像的挑戰,游刃有餘。機身內部新增多處偵測元件,協助使用者判讀光學配件是否有在正確光路上,減少錯誤發生。另外,每個感測點資訊均可在拍照時自動記錄下來,方便實驗品管控制並能加強資料再現性。
Focus perfected 完美對焦:
超高穩定性(Ti2-E):重新設計 Z-drive 與 PFS 對焦系統,即使使用 staged-up 架高組件,仍能維持靠近鼻輪。第四代 Nikon Perfect Focus System(Ti2-E):最新防漂移對焦裝置,可抵抗溫度變化與機械震動,即使進行加藥動作與多點移動也能維持焦距。

Nikon AX R with NSPARC

Nikon AX R with NSPARC 是以 Confcoal 為基礎的超解析雷射共軛焦顯微系統,系統具備下述優點:
  • Groundbreaking FOV 開創性超大掃描視野數:25mm。
  • 用空間陣列感測器偵測技術(Spatial Array Detector Technology)及超高速共振掃描器,NSPARC 的陣列感測器,系統可獲得 XY 軸解析力達 100nm、Z 軸解析力達 300nm 的超解析影像。
  • AI處理模組:
▶Confocal Find Mode.ai:提高預覽速度
▶Autosignal.ai:自動設置雷射強度和Gain值
▶Denoise.ai:將圖像去除雜訊

NIS Element C-ER Nikon 影像處理軟體

  • 提升 Confocal 影像的解析力。
  • 解析力的定義為可分辨兩點之間的最小距離,理論上光學解析力最小可達 200nm。 若搭配使用 NIS Element C-ER,XY 軸解析力可提升 1.5 倍,Z 軸解析力則可提升 1.7 倍。
  • 操作簡單又便利。只要在軟體操作介面上輕鬆點擊專屬「Automatic Process」鍵 ,軟體即會進行去雜訊(Denoising)並且去模糊化(Deconvolution)的功能,軟體會根據圖檔自動提供最佳演算數值。




 

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