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课堂 | 还在烦恼怎么观察细胞膜?何不试试TIRF!

发布日期: 2019-10-08
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生物膜是维持细胞基本形态结构和功能的基础,随着分子生物学的发展,科学家越来越多地发现生物膜,尤其起基础作用的细胞膜,在传信息传递、外界刺激感受、离子运输和维持细胞内稳定等几乎所有细胞内外间的交流发挥不可替代作用,因此衍生出如膜生物学、信号通路学等多个专门研究细胞膜的分支学科。

 

细胞膜属于亚细胞结构,由于其厚度十分薄(7~8 nm)且物理上是弹性半透性的不规则 3D 结构,而且随生物种类、组织类型的功能差异变化巨大,因此在研究时,对细胞膜的观察常常成为科学家面临的一道难题。

 

对于细胞膜的观察工具,我们首先想到的是普通的倒置荧光显微镜,或者共聚焦显微镜。但是,做过的同学都知道,这既需要大量的摸索经验,有时也需要一些运气,因此,简单可靠、重复性好且分辨率高的细胞膜成像工具成为越来越多科学工作者的期望

今天,小编给大家介绍一款专业膜成像工具——Leica DMi8 Infinity TIRF 全内反射荧光显微镜

 

废话不多说,先上几个结果:

动物细胞膜观察

视网膜色素上皮细胞细胞膜上的皮层肌动蛋白迁移

 

斯坦福大学 Tobias Meyer 实验室 Anjali bisaria 使用 Leica DMi8 Infinity TIRF 观察视网膜色素上皮细胞膜结构,发现:质膜内表面的肌动蛋白层(actin cortex)的极化是影响细胞迁移的十分重要的促进因素(图1)。

 

经过和普通荧光显微镜、共聚焦显微镜等多种方法对比,该研究小组终使用 DMi8 Infinity TIRF 观察到了无胞质/核背景干扰的长时间序列、高分辨率细胞膜结构动态(图2)。

 

将 DMi8 Infinity TIRF 与 Navigator(导航和图像拼接模块)结合起来,可以进行微孔板的多孔和多视野、长时间 Time-lapse(图2)或玻片大范围采集等各种实用的成像方式(图3)。

植物细胞骨架观察

细胞微管结构与植物细胞形态发育

 

卡耐基科学研究所 David Ehrhardt 实验室利用活细胞成像技术和分子遗传学手段研究植物细胞发育和形态发生,以可视化和研究分子和细胞器的形成和动态行为,特别是细胞如何产生不对称和特化的形状,如微管骨架皮层的结构重组以及该结构如何影响细胞膜和细胞壁,从而指导细胞生长和分裂。

DMi8 Infinity

一个平台,无限可能

基于 DMi8 的光路设计和 Leica 可靠的光学元器件品质,DMi8 Infinity TIRF 增加了全内反射荧光(Total Internal Reflection Fluorescence, TIRF)成像技术【科普:TIRF 是 1980s 初由密歇根大学安娜堡分校的 Daniel Axelrod 开发的荧光显微技术。TIRF 显微镜提供的图像具有非常高的轴向分辨率(低于 100 nm)】,因此,非常适合贴壁膜及膜相关结构和过程的观察(图5)和超高分辨率的单分子定位超分辨成像。

 

此外,与 Infinity Scanner 组成的 DMi8 Infinity TIRF Scanner,可以实现 TIRF、FRAP(荧光漂白恢复)、光转化、光消融、光遗传学等众多应用的结合,成为您实现一台显微镜开展多种应用的理想之选。

Leica DMi8 Infinity TIRF 技术优势

 

1

TIRF 全自动校准:TIRF 临界角自动记忆。自动模式和专家模式可供选择,操作简单。

 

2

实时显示真实可靠的 TIRF 成像深度,实现宽场、HILO、TIRF 三种模式可视化调节。

 

3

TIRF 入射光 360 度可调:软件能轻松准确调节(Azimuth shifting)入射光角度,以适用于每个样本。

 

4

专用 TIRF 物镜:徕卡高质量 PLAN APO 平场+色差校正的 TIRF 物镜(观察视野 25 mm,TIRF 成像视野 19 mm),可在整个 19 mm 相机成像视场中实现水平均匀、色彩真实的 TIRF 成像,真实还原更多细节。

 

5

缤纷的多色 TIRF:配合各种谱线的宽场激光器,实现多达 5 色的图像采集。

 

6

多模式、多应用:与 Infinity Scanner 结合,能在细胞膜高分辨率观察的同时进行基于膜的光操作,可以单独测量细胞膜蛋白或脂类的运输速度!同时,还可结合 THUNDER 高清宽场技术,实现更高质量的膜成像!

用户之声

“DMi8 Infinity TIRF 是一种多功能、用户友好型系统,具备超高分辨率 (super-resolution)、光操作和光遗传学应用等特性,让生物医学研究人员在研究细胞膜时如虎添翼。”

Alessandro Esposito 博士,剑桥大学哈奇森 MRC 研究中心

 

 

参考:

1.Chugh P & Paluch EK: “The actin cortex at a glance”. Journal of Cell Science 131 (2018)

2.Hayer A, Shao L, Chung M, Joubert LM, Yang HW, Tsai FC, Bisaria A, Betzig E, Meyer T: ”Engulfed cadherin fingers are polarized junctional structures between collectively migrating endothelial cells”. Nature Cell Biology 18, 1311–1323 (2016)

3.Total Internal Reflection Fluorescence (TIRF) Microscopy—— An Introduction

 

 

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