STED Super-Resolution

Leica TCS SP8 STED 3X - Your Next Dimension

Das Leica TCS SP8 STED 3X Höchstauflösungs–mikroskop beruht auf dem STED (STimulated Emission Depletion)-Prinzip, das von Nobelpreisträger Stefan Hell entwickelt wurde. Es bietet eine schnelle, intuitive und rein optische Möglichkeit, subzelluläre Strukturen und Prozesse im Nanometer-Maßstab zu untersuchen. STED Höchstauflösung wird den Anforderungen der täglichen Forschung gerecht und ermöglicht zudem Lebendzellstudien kleinster Details. Das TCS SP8 STED 3X deckt das gesamte Spektrum des sichtbaren Lichts ab und öffnet die Tür zur Höchstauflösung in allen Raumrichtungen.

Histone H3-Alexa 568 in HeLa-Zellen. Oberflächengerenderte 3D-Rekonstruktion nach Huygens-Dekonvolution der z-Stapel (91 Ebenen). Strukturen derselben Farbe sind in derselben z-Ebene lokalisiert.

Neue Technologien, die Ihre Forschung voran bringen

  • Die frei einstellbare und direkte Höchstauflösung in x, y und z macht kleinste Details sichtbar.
  • Mehrere STED-Laser-Linien erschließen das gesamte Spektrum sichtbaren Lichts für die Höchstauflösung.
  • Gated-STED erhöht die Auflösung und eröffnet neue Möglichkeiten für hochaufgelöste Lebendzellstudien.
  • Das STED WHITE-Objektiv bietet optimale Farbkorrektur über das gesamte sichtbare Lichtspektrum.
  • Automatisiertes Zentrieren der Laserstrahlen sorgt für Stabilität und Zuverlässigkeit.
  • Der SMART STED Wizard erlaubt eine intuitive Kontrolle Ihrer Experimente.
  • Das exklusive Huygens-Dekonvolutionspaket holt die maximale Information aus ihren hochaufgelösten Rohdaten.
  • Kleinste STED Konfiguration auf der CSU (compact supply unit) möglich.
  • Durch das modulare Konzept des TCS SP8 ist das System jederzeit aufrüstbar.

STED 3X macht einen Quantensprung, indem es in neue Dimensionen vordringt – Mehrfarbige Höchstauflösung in Zellen wird die Zellbiologie ganz sicher revolutionieren.

Dr. Yasushi OkadaRIKEN Quantitative Biology Center, Osaka, Japan
Der „R&D 100 Award 2014“ und der „Scientist Top 10 Innovations Award 2014“ würdigen das Leica TCS SP8 STED 3X als eines der wichtigsten Hochtechnologieprodukte, die im vergangen Jahr auf dem Markt eingeführt wurden.
R&D 100 Award 2014 and Scientist Top 10 Innovations Award 2014

STED in allen Dimensionen

Unterschiedliche STED-Strahlengänge

Zwei unterschiedliche Strahlengänge im TCS SP8 STED 3X erzeugen unterschiedliche STED-Muster. Die Vortex-Phasenmaske erzeugt den klassischen STED-Donut, der die Auflösung in xy-Richtung verbessert.
Ein zweiter Strahlengang mit einer neuen Phasenmaske bildet den z-Donut, der überwiegend die Auflösung auch in z erhöht. Das STED-Licht kann stufenlos zwischen beiden Strahlengängen verteilt werden.

Formen Sie Ihre PSF

Für optimale Ergebnisse können Sie frei zwischen bester lateraler und bester axialer Auflösung - und jeder Auflösung dazwischen - wählen. Ultra-dünne optische Schnitte enthüllen nie gesehene Details. Das TCS SP8 STED 3X gibt ihnen die Möglichkeit, die Auflösung ihres Mikroskops in allen Dimensionen an Ihre Fragestellung und ihre Probe anzupassen.

Die Erweiterung der STED-Mikroskpie in die dritte Dimension und zusätzliche STED-Linien ermöglicht uns Dinge zu entdecken, die vorher für uns unsichtbar waren.

Dr. Timo ZimmermannZentrum für genomische Regulation, Barcelona, Spanien
Oberflächengerenderte 3D-Rekonstruktion nach Huygens-Dekonvolution der z-Stapel (91 Ebenen). Verglichen mit Ergebnissen der konfokalen Mikroskopie (rot) zeigen die STED-Daten (grün) eine deutlich verbesserte Auflösung, wenn STED genutzt wird, um eine maximale Auflösung in xy (grüner Bereich hinten) oder in allen Dimensionen (grüner Bereich vorne) zu erreichen. Die beste Darstellung der Strukturen wird eindeutig durch 3D STED erreicht.

Wählen Sie Ihre Auflösung

STED-Licht kann auf zwei Strahlengänge aufgeteilt werden: Die beste laterale Auflösung wird durch den klassischen Vortex-Donut erreicht; die beste axiale Auflösung durch den neuen z-Donut. Es kann auch auf das kleinste Fokusvolumen optimiert werden.

Bitte schalten sie auf ON und bewegen den Schieberegler auf und ab, um die möglichen Strahlengänge und ihre Auswirkung auf den Fokus zu sehen.

Mehrfarbige Höchstauflösung

Das gesamte Spektrum sichtbaren Lichts

Mehrfarbige Aufnahmen zeigen detaillierte Informationen über die Wechselwirkungen verschiedener Strukturen. Mit zwei Dauerstrichlasern für die Wellenlängen 592 nm und 660 nm sowie einem gepulsten Laser bei 775 nm, der Auflösungen unter 30 nm erreicht, deckt das TCS SP8 STED 3X das gesamte Spektrum sichtbaren Lichts ab und ermöglicht die Verwendung vieler verschiedener Fluorophore.

Mehr Farben machen den Unterschied!

Spektrale Verteilung der verfügbaren STED-Laser

Der Weißlichtlaser, der AOBS (akusto-optischer Strahlteiler) und der flexible einstellbare Spektraldetektor wirken synergistisch und erlauben bei Ihren Aufnahmen viele Farbstoffkombination. Sie verleihen Ihnen damit höchste Flexibilität für Ihre mehrfarbigen Höchstauflösungs-Experimente.

STED bedeutet für mich: Seeing The Essential Details!

Dr. Stephan SigristFU Berlin, Deutschland

STED-Aufnahme mit dreifacher Immunfärbung in HeLa-Zellen. Grün: NUP153- Alexa 532; rot: Clathrin-TMR; weiß: Actin-Alexa 488.

Gated-STED – Ihr Gateway zur Lebendzell-Höchstauflösung

Gated-STED verbessert das Leistungsspektrum des bewährten TCS STED CW erheblich. Mit Gated STED können mehr Bilder aufgenommen und kleinere Details sichtbar gemacht werden.

Bei CW STED hängt die erreichte Auflösung von der Lebenszeit des Fluorophors ab. Der STED-Laser schaltet Fluorophore mit einer längeren Lebenszeit deutlich effizienter ab, als solche mit einer kurzen. Je länger ein Fluorophor durchschnittlich im angeregten Zustand bleibt, desto höher ist die Chance für eine stimulierte Emission und umso besser die Auflösung. Die Lebenszeit ist dabei nicht gleichmäßig über den Fokuspunkt verteilt. Langlebige Stadien sind erscheinen überwiegend im Zentrum, während kurzlebige meist am Rand des Fokus zu finden sind, dort wo der STED-Laser aktiv ist. Indem man nur die langlebigen Fluorophore detektiert, schrumpft der effektive Fokus noch stärker.

Lebendzell-Aufnahmen: ANF GFP-markierte „dense core“ Vesikel bewegen sich entlang eines Axons ca. 10 µm tief in einer anästhetisierten Drosophilalarve. Ein konfokales und ein STED-Bild wurden alle 0,45 Sekunden aufgenommen. Film oben: Verfolgung der Partikel wurde mit TrackMate (FiJi) durchgeführt. Abbildung unten: Einzelne konfokale und STED-Bilder eines solchen Films zum jeweils gleichen Zeitpunkt. Transgene Line hergestellt von Edwin S. Levitan, University of Pittsburgh. Proben mit freundlicher Genehmigung von Prof. Stephan Sigrist, FU Berlin, Deutschland.

Confocal

STED


Auflösung unter 50 nm mit HyD und Weißlichtlaser

The Die Hybriddetektoren (HyD™) und der Weißlichtlaser als gepulste Anregungsquelle ermöglichen es, ausschließlich in einem bestimmten Zeitfenster nach dem Anregungspuls zu detektieren. Indem man das Detektions-Zeitfenster vom Anregungspuls entfernt, kann man eine Auflösung weit unterhalb von 50 nm erreichen. Mit der gleichen Laserstärke erreicht gated STED eine um mehr als 50% höhere Auflösung als CW STED. Kleinere Details können untersucht werden ohne die Notwendigkeit mehr STED-Licht zu verwenden, was wiederum die Aufnahme lebender Zellen vereinfacht.

Verteilung der Lebenszeit im effektiven Fokus eines STED CW-Mikroskops. Langlebige Stadien (rot) sind im Zentrum lokalisiert, wohingegen kurzlebige (blau) am Rand zu finden sind.

Bitte nutzen Sie den Schieberegler, um das Zeitfenster anzupassen und die daraus resultierende Verbesserung der Auflösung zu beobachten

Software-Lösungen
für TCS SP8 STED 3X

Bestimmen Sie die Auflösung

STED-Mikroskopie ist der schnelle und direkte Weg zur Höchstauflösung. LAS AF (Leica Application Suite Advanced Fluorescence) garantiert Ihnen dabei den größtmöglichen Komfort. Ein Schema der geschätzten effektiven PSF gibt ihnen unmittelbar und online Feedback über die Auswirkungen der gesetzten technischen Parameter.

Intuitive Bedienung

Als zusätzliche Innovation wurde der Smart STED Wizard in LAS AF implementiert. Der intuitive Ablauf der Arbeitsschritte erlaubt Ihnen, das Gerät mit nur drei Schiebereglern zu steuern. Unterstützt durch das Schema der geschätzten PSF, bestimmen sie das Maß an Höchstauflösung, das sie für ihr Experiment benötigen. Für optimale Ergebnisse passt der Wizard automatisch alle notwendigen Einstellungen, wie zum Beispiel die Intensität des STED-Lasers, Pixelgröße, Abstand der Z-Schritte, Lochblende und Zeitfenster für Gating und Averaging, an.

Leistungsfähige Huygens STED Dekonvolution

Mit jedem TCS SP8 STED 3X-System erhalten sie exklusiv ein leistungsfähiges SVI Softwarepaket zur Dekonvolution von STED- und konfokalen Daten. Huygens erreicht eine drastische Verbesserung des Kontrasts und erhöht die Auflösung in x, y und z. Das Ergebnis kann direkt mit den Rohdaten verglichen werden. Fehlinterpretationen aufgrund von Bildverarbeitungsartefakten können so vermieden werden. Leica Microsystemsund SVI haben die Verarbeitung von 3D STED-Daten in Huygens ermöglicht und darüber hinaus den LAS AF <-> Huygens-Data Exchange entwickelt, der das Zusammenspiel der beiden Software-Pakete vereinfacht. Mit nur einem Mausklick senden Sie die aufgenommenen Daten zu Huygens zur Dekonvolution. Umgekehrt werden die dekonvolvierten Bilder genauso leicht wieder zurück an LAS AF gesandt.

Die Möglichkeit STED in 3D zu nutzen, bringt die Forschung auf die nächste Ebene – und trifft genau die Bedürfnisse der Forschenden.

Dr. Christian EggelingUniversität von Oxford, UK

Smart STED Workflow:

  1. Stellen Sie die gewünschte effektive PSF mit dem STED und dem 3D-Regler ein.
  2. Wählen Sie zwischen Signal-To-Noise und der Anzahl der Bilder mit dem Dosis-Regler.
  3. Wählen Sie den Bildausschnitt während eines konfokalen Live-Scans und passen Sie die Anregung entsprechend an.
  4. Gewinnen Sie höchstauflösende Daten mittels einer Einzelbildaufnahme oder einer ganzen Bilderserie.

STED WHITE Objektiv
für das gesamte Lichtspektrum

Farblängenfehler des STED White Objektivs

Objektive sind die Augen eines jeden Mikroskops und von entscheidender Bedeutung für die Auflösungskraft eines konfokalen Systems. Transmission und Farbkorrektur eines Objektivs beeinflussen Anregungs- und Detektionseffizienz.

Basierend auf den exzellenten Leica CS2-Objektiven hat Leica Microsystems ein neues Objektiv entwickelt, das eine optimale Farbkorrektur und Transmission für STED besitzt. Das Leica HC PL APO 100x/1.40 OIL STED WHITE ermöglicht Ihnen, STED-Mikroskopie im gesamten Spektrum sichtbaren Lichts zu betreiben.

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