Image superposée montrant l’œil d’un poisson-zèbre intact sans marquage. Vert : Image par diffusion Raman stimulée (SRS) de composants lipidiques (à 2 850 cm⁻¹). Rouge : image SRS de composants protéiques (à 2 935 cm⁻¹). Bleu : signaux de seconde harmonique, principalement de la sclérotique et de la cornée. Échantillon fourni par Julien Vermot et Elena Remacha Motta, Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire (IGBMC) Strasbourg, France.

Obtenez le pouvoir d’imager des cibles inaccessibles avec les méthodes traditionnelles

Bien que les méthodes de microscopie à fluorescence traditionnelles soient des outils de recherche très efficaces, le type et le nombre de cibles pouvant être visualisées sont limités. STELLARIS 8 CRS vous aide à dépasser ces limites :

  • Visualisation directe des liaisons chimiques pour cibler des événements et structures qui sont en grande partie inaccessibles avec les méthodes traditionnelles ; 
  • Informations d’image tridimensionnelles qui permettent l’observation de détails fins même à l’intérieur d’échantillons 3D complexes ; 
  • Excitation minimalement perturbatrice pour les études dynamiques avec l’échantillon maintenu aussi proche que possible des conditions physiologiques, de l’imagerie à fréquence vidéo aux observations à long terme d’échantillons sensibles.

Structures d’image et événements sans colorants fluorescents

Le microscope STELLARIS 8 CRS permet aux utilisateurs d’imager et de différencier les structures et les événements à l’aide de leurs propriétés chimiques. Il permet ainsi d’accéder à une grande quantité d’informations biochimiques, métaboliques et pharmacocinétiques qui sont inaccessibles par les méthodes traditionnelles. 

Le contraste de l’image avec la modalité CRS est fourni par les états vibratoires intrinsèques caractéristiques des différentes molécules dans l’échantillon. Ainsi, aucun marquage de l’échantillon n’est nécessaire, éliminant les inconvénients des méthodes d’imagerie à base de colorant, tels que le photoblanchiment et les artefacts de coloration.

L’imagerie SRS en plusieurs couleurs révèle la distribution sous-cellulaire d’un composé pharmacologique marqué Raman (jaune, imagerie SRS à 2 230 cm⁻¹), dans le contexte des lipides et protéines endogènes à l’intérieur d’un échantillon cellulaire sans autre marquage. Échantillon fourni avec l’aimable autorisation du Dr Matthäus Mittasch, Dewpoint Therapeutics GmbH.

Imagerie tridimensionnelle dans les tissus cérébraux : Z-stack d’une coupe cérébrale de souris de 200 μm d’épaisseur, montrant l’imagerie SRS simultanée des axones myélinisés (glow) et de la fluorescence à deux photons de neurones marqués Thy1-YFP (cyan). Échantillon fourni avec l’aimable autorisation du Dr Monika Leischner-Brill, Institute of Neuronal Cell Biology, TU München, Allemagne.

Imagerie tridimensionnelle intégrée pour les échantillons 3D 

STELLARIS 8 CRS est parfaitement adapté à l’imagerie d’échantillons 3D, tels que les tissus, les organoïdes ou les petits organismes modèles intacts, à une résolution sous-cellulaire en utilisant directement leurs propriétés chimiques. L’imagerie 3D sans post-traitement est une propriété intégrée de la méthode CRS, grâce à une combinaison de deux caractéristiques : 

  • Les signaux CRS sont générés par un effet optique non linéaire qui se produit exclusivement à l’intérieur du volume focal des lasers d’excitation, fournissant des informations d’image intrinsèquement tridimensionnelles.
  • Les faisceaux laser en proche infrarouge utilisés pour l’excitation CRS se propagent à travers l’échantillon avec un minimum de perturbation, ce qui permet une imagerie efficace même à l’intérieur d’échantillons 3D intacts.

Imager les échantillons vivants aussi proches que possible des conditions physiologiques

L’excitation très efficace des liaisons moléculaires par CRS fournit un contraste d’image chimiquement spécifique à des vitesses sans précédent. Il permet l’imagerie d’échantillons vivants à des débits vidéo. 

STELLARIS 8 CRS est équipé d’un scanner tandem qui permet l’imagerie conventionnelle et à haute vitesse de nombreuses morphologies d’échantillons. 

Outre la vitesse, une imagerie douce est essentielle pour préserver les échantillons vivants pendant l’observation de longue durée. L’approche sans colorants, combinée à l’utilisation de lasers en proche infrarouge, permet de maintenir la phototoxicité et les photodommages à des niveaux minimes. 

Étude sans marquage de la dynamique sous-cellulaire dans un organoïde vivant du petit intestin. Le film en time-lapse des signaux SRS (2 940 cm⁻¹) montre les protéines et lipides endogènes, fournissant des informations sur l’organisation des cellules épithéliales et la dynamique des gouttelettes lipidiques dans ce système modèle. Échantillon fourni avec l’aimable autorisation du Dr Ruslan Dmitriev, Université de Gand, Pays-Bas.

Plaques bêta-amyloïdes et dépôts lipidiques pathologiques associés visualisés dans des tissus cérébraux sans marquage. L’analyse spectroscopique montre un enrichissement en lipides de la membrane et un épuisement du cholestérol par rapport aux structures cérébrales saines proches, offrant une nouvelle fenêtre pour étudier les connexions entre le métabolisme lipidique et la maladie d’Alzheimer. Échantillon fourni avec l’aimable autorisation du Dr Martin Fuhrmann, Andrea Baral, German Center for Neurodegenerative Diseases, Bonn.

Explorez le potentiel des informations morpho-chimiques et fonctionnelles dans votre expérience d’imagerie

Pour résoudre les problèmes complexes des sciences de la vie et de la recherche médicale fondamentale, il est souvent nécessaire de maximiser les informations obtenues à partir de vos échantillons. Il faut souvent recourir à une imagerie de cibles non traditionnelles, telles que des changements dans le métabolisme lipidique.

STELLARIS 8 CRS vous fournit un système entièrement intégré qui vous permet d’acquérir et de corréler une large gamme de contrastes biochimiques et biophysiques – en plus de l’intensité de la fluorescence confocale et des informations sur le temps de vie – pour tirer le meilleur parti de votre expérience.
 

Obtenez des informations sur la composition biochimique de votre échantillon

La combinaison d’informations morphologiques et biochimiques peut être cruciale pour comprendre les fonctions biologiques saines et tout changement causé par une maladie.

STELLARIS 8 CRS fournit une imagerie sans marquage avec un contraste chimique à une résolution spatiale sans précédent. La CRS permet d’analyser les fonctions biologiques à de nombreuses échelles spatiales, allant des organelles sous-cellulaires aux groupes de cellules dans un tissu, voire des structures pathologiques qui perturbent la fonction des tissus. 

Visualisation de la composition biochimique endogène d’une tranche de pomme fraîche et non traitée. (A) Trames représentatives d’un stack d’images spectroscopiques SRS. (B) Spectres SRS des régions d’intérêt indiquées en (A). Jaune : pelure la plus extérieure composée d’une phase cireuse d’acides gras saturés à longue chaîne. Vert, rouge : couches cuticulaires internes composées d’acides gras insaturés à chaîne courte. Bleu, magenta : composés polyphénoliques. Cyan : parois cellulaires en polysaccharides. Orange : pigments caroténoïdes. (C) Résultat d’unmixing spectral à 8 couleurs montrant les structures biochimiques distinctes.
L’imagerie SRS sans marquage révèle l’architecture noyau-enveloppe d’un modèle sphéroïde de cancer de la peau multicellulaire et révèle l’apparition d’un phénotype cellulaire riche en lipides inattendu (cellules jaune vif isolées). Échantillon fourni avec l’aimable autorisation du Dr Julia Klicks, Prof. Rüdiger Rudolf, Hochschule Mannheim, Allemagne.

Révélez de nouvelles dimensions pertinentes pour le développement et la maladie

La visualisation directe des phénotypes cellulaires et des états métaboliques est essentielle pour comprendre les processus biologiques dans le domaine de la santé et des maladies. Le traitement des échantillons peut altérer ces propriétés, une approche sans marquage peut donc être une alternative privilégiée.

L’imagerie CRS fournit les capacités spectroscopiques qui permettent une étude détaillée de votre échantillon dans des conditions aussi proches que possible de la vie réelle. 

Associez l’imagerie par fluorescence confocale à l’imagerie chimique

Pour obtenir une vue inégalée des multiples dimensions biologiques de votre échantillon, STELLARIS 8 CRS fournit plusieurs méthodes d’imagerie étroitement intégrées dans le système confocal. Elles permettent une imagerie optique multimodale avec contraste biochimique, biophysique et moléculaire. 

  • Diffusion Raman stimulée (SRS)
  • Diffusion Raman anti-Stokes cohérente (CARS)
  • Fluorescence monophoton ou multiphoton
  • Génération de seconde harmonique (SHG)
  • Imagerie avec lasers infrarouges (IR), visibles (VIS) et ultraviolets (UV) en mode simultané ou séquentiel
     
Imagerie optique multimodale d’ostéogenèse dans une explantation de calotte crânienne de souris en utilisant une combinaison de microscopie confocale à fluorescence dans le visible et d’imagerie chimique multicolore via SRS et ajout de contraste physique via SHG. Dans un seul échantillon, on peut visualiser la localisation des ostéoblastes, le dépôt de fibres de collagène extracellulaires et la formation de minéraux osseux. En outre, les structures riches en lipides sont observées principalement à l’intérieur d’ostéoblastes isolés dispersés dans les structures osseuses en développement. Échantillon fourni avec l’aimable autorisation de Jacqueline Tabler et Sebastian Bundschuh, MPI-CBG de Dresde, Allemagne.
En haut à gauche : Image au microscope CARS des lipides dans un tissu cérébral, montrant les régions riches en lipides de la matière blanche et de la matière grise. En haut à droite : L’image de temps d’arrivée moyen des photons révèle des temps d’arrivée plus courts de la matière blanche riche en lipides et des temps d’arrivée plus longs de la matière grise. Ce résultat indique que les signaux CARS instantanés sont accompagnés de signaux d’autofluorescence à 2-photons avec un temps de vie limité. Ligne du bas : Séparation des signaux CARS instantanés et des signaux d’autofluorescence basée sur le temps de vie avec un temps d’arrivée moyen de 1,9 ns. Droite : Image superposée.

Explorez de nouvelles possibilités avec l’imagerie vibratoire et de temps de vie  

De nombreux échantillons biologiques présentent une émission de fluorescence provenant soit de fluorophores endogènes, soit d’un marquage intentionnel fluorescent. Alors que les signaux SRS ne sont pas affectés par la fluorescence, les signaux CARS peuvent connaître un certain degré de chevauchement fluorescent.

Les outils TauSense de la plateforme STELLARIS peuvent aider à résoudre ce problème. En utilisant des informations basées sur le temps de vie de fluorescence, vous pouvez séparer les signaux CARS instantanés et les signaux de fluorescence. 

Améliorez votre productivité grâce à des données intrinsèquement quantifiables 

STELLARIS 8 CRS offre toute la polyvalence et la facilité d’utilisation de la plateforme STELLARIS. Cette intégration vous permet de gérer une large gamme d’échantillons complexes et vous aide à maximiser les avantages de l’imagerie CRS, y compris l’obtention de données intrinsèquement quantifiables à partir d’approches d’imagerie ratiométrique et spectroscopique. 

Images SRS et spectres de gouttelettes de dodécane (un hydrocarbure complètement saturé, cyan) et d’acide linoléique (acide gras polyinsaturé, magenta) immergés dans l’eau. Le rapport des intensités à 1 660 cm⁻¹ à 1 440 cm⁻¹ permet de quantifier l’insaturation lipidique.

Accès à une image CRS en quelques clics grâce à l’interface utilisateur intuitive ImageCompass.

Une préparation facile des expériences grâce à un système complètement intégré

Chaque aspect de votre expérience est entièrement contrôlé via l’interface utilisateur ImageCompass, offrant une approche pratique et intuitive de la microscopie CRS pour les experts et les débutants.

De plus, l’intégration de la commande laser CRS dans ImageCompass permet aux utilisateurs de passer de l’imagerie à liaison chimique unique à l’imagerie spectroscopique ou multimodale en quelques clics. 

Naviguez facilement dans les échantillons grands et complexes

LAS X Navigator est un outil performant qui vous permet de passer rapidement de la vue image par image à un aperçu complet de votre échantillon. L’intégration complète des expériences CRS multipositions avec Navigator vous permet d’effectuer des scans complets en mosaïque de grands échantillons, fournissant toutes les informations nécessaires pour choisir les régions d’intérêt pour des recherches ultérieures plus détaillées.

Imagerie automatisée d’échantillons de grande surface : Il s’agit ici d’un balayage de lame haute résolution d’une coupe cérébrale entière de souris. Une comparaison des régions de tissu cortical correspondantes issues de souris cultivées dans le cadre d’un régime alimentaire riche en matières grasses par rapport à un régime alimentaire normal révèle la présence de plaques artérielles pathologiques riches en lipides dans le cadre d’un régime alimentaire riche en matières grasses, mais pas dans le cadre d’un régime alimentaire régulier. Échantillon fourni avec l’aimable autorisation de Judith Leyh et Prof. Ingo Bechmann, Universität Leipzig, Allemagne.
L’imagerie spectroscopique SRS fournit des informations détaillées sur la composition chimique des structures cérébrales. Gauche : Image SRS montrant des structures saines de matière blanche riches en lipides (en haut) et des dépôts lipidiques pathologiques autour d’une plaque bêta-amyloïde (en bas à gauche). Droite : Les spectres SRS montrent que les dépôts pathologiques sont enrichis en lipides membranaires (sphingomyéline, phosphatidylcholine) par rapport à la matière blanche riche en cholestérol.

Informations quantifiables à partir d’imagerie hyperspectrale ou d’imagerie ratiométrique

Inspirée des approches développées par la communauté de spectroscopie Raman, la CRS permet une imagerie ratiométrique et spectroscopique qui fournit des informations reproductibles et quantifiables sur la composition chimique de l’échantillon. Ces outils de quantification de base sont intégrés dans le logiciel LAS X.

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