Il merge mostra l'occhio di uno zebrafish intero non marcato. Verde: Immagine SRS (Scattering Raman Stimolato) di componenti lipidiche (a 2850 cm⁻¹). Rosso: Immagine SRS di componenti proteiche (a 2935 cm⁻¹). Blu: segnali di seconda armonica, provenienti principalmente dalla sclera e dalla cornea. Campione fornito da Elena Remacha Motta e Julien Vermot, Institute of Genetics and Molecular and Cellular Biology (IGBMC), Strasburgo, Francia.

Acquisisci target inaccessibili ai metodi tradizionali

Sebbene i metodi tradizionali di microscopia a fluorescenza rappresentino strumenti di ricerca di grande successo, il tipo e il numero di target visualizzabili con questa tecnica risultano limitati. STELLARIS 8 CRS ti consente di superare tali limiti:

  • Visualizzazione diretta dei legami chimici per studiare eventi e strutture in gran parte inaccessibili ai metodi tradizionali; 
  • Informazioni tridimensionali sull'immagine che consentono l'osservazione di dettagli fini anche all'interno di campioni con una complessa struttura 3D; 
  • L'eccitazione poco invasiva permette di effettuare studi dinamici mantenendo il campione il più vicino possibile alle condizioni fisiologiche. Si possono effettuare sia veloci registrazioni ad alta velocità che osservazioni più lunghe, anche di campioni sensibili.

Acquisisci strutture ed eventi senza la necessità di utilizzare coloranti fluorescenti

Il microscopio STELLARIS 8 CRS consente agli utenti di visualizzare e distinguere strutture ed eventi sfruttando le loro proprietà chimiche. In questo modo, può fornire accesso a un'ampia quantità di informazioni biochimiche, metaboliche e farmacocinetiche inaccessibili utilizzando metodi tradizionali. 

Il contrasto dell'immagine nella microscopia CRS è generato dai caratteristici, intrinseci stati vibrazionali delle diverse molecole che compongono il campione. Pertanto, non è necessaria alcuna colorazione del campione, eliminando gli inconvenienti dei metodi di imaging a base di coloranti, come il fotobleaching e possibili artefatti dovuti alla colorazione.

L'imaging SRS multicolore rivela la distribuzione subcellulare di un composto farmacologico marcato Raman (giallo, imaging SRS a 2230 cm⁻¹), nel contesto dei lipidi e delle proteine endogene all'interno di un campione non marcato. Campione su gentile concessione del Dott. Matthäus Mittasch, Dewpoint Therapeutics GmbH.

Imaging tridimensionale nei tessuti cerebrali: Z-stack di una sezione cerebrale di topo spessa 200 μm, che mostra l'imaging SRS simultaneo di assoni mielinizzati (glow) e fluorescenza a due fotoni da neuroni marcati Thy1-YFP (ciano). Campione su gentile concessione della Dott.ssa Monika Leischner-Brill, Institute of Neuronal Cell Biology, TU München, Germania.

Imaging tridimensionale integrato per campioni 3D 

STELLARIS 8 CRS è particolarmente indicato per l'acquisizione di campioni 3D, come tessuti, organoidi o piccoli organismi modello intatti, con una risoluzione subcellulare utilizzando le loro proprietà chimiche. L'imaging 3D senza la necessità di post-elaborazione è una proprietà integrata di CRS, grazie a una combinazione di due funzioni: 

  • I segnali CRS sono generati attraverso un effetto ottico non lineare che avviene esclusivamente all'interno del volume focale dei laser di eccitazione, fornendo intrinsecamente informazioni tridimensionali nell'immagine.
  • I laser nel vicino infrarosso utilizzati per l'eccitazione CRS si propagano attraverso il campione con una perturbazione minima, consentendo un imaging efficiente anche all'interno di campioni 3D intatti.

Acquisisci campioni vivi il più vicino possibile alle condizioni fisiologiche

L'eccitazione altamente efficiente dei legami molecolari tramite CRS fornisce un contrasto dell'immagine chimicamente specifico a velocità senza precedenti. Consente l'imaging di campioni vivi a velocità video. 

STELLARIS 8 CRS è dotato di un tandem scanner che consente sia l'imaging convenzionale che ad alta velocità di campioni con diversa morfologia. 

Oltre ad ottenere elevate velocità di acquisizione è necessario preservare la vitalità dei campioni durante le osservazioni a lungo termine. L'approccio privo di marcatura insieme all'utilizzo di luce nel vicino infrarosso riducono al minimo la fototossicità e il fotodanno. 

Indagine delle dinamiche subcellulari in un organoide intestino tenue vivo, effettuata senza l'utilizzo di marcatori. Il filmato in time lapse dei segnali SRS (2940 cm⁻¹) mostra proteine e lipidi endogeni, fornendo informazioni sull'organizzazione delle cellule epiteliali e sulla dinamica delle goccioline lipidiche in questo sistema modello. Campione su gentile concessione del Dott. Ruslan Dmitriev, Ghent University, Paesi Bassi.

Placche di β-amiloide e depositi di lipidi patologi ad esse associati visualizzati nei tessuti cerebrali non marcati. L'analisi spettroscopica mostra un arricchimento dei lipidi di membrana e una riduzione del colesterolo rispetto alle strutture cerebrali sane vicine, fornendo una nuova prospettiva per studiare le connessioni tra il metabolismo lipidico e la patologia di Alzheimer. Campione su gentile concessione del Dott. Martin Fuhrmann, Andrea Baral, German Center for Neurodegenerative Diseases, Bonn.

Scopri il potenziale delle informazioni morfo-chimiche e funzionali nel tuo esperimento di imaging

Per affrontare i problemi complessi delle scienze biologiche e della ricerca medica di base, spesso è necessario massimizzare le informazioni ottenute dai campioni. Questo spesso include la necessità di imaging di target non tradizionali, come ad esempio le variazioni del metabolismo lipidico.

Oltre all'intensità di fluorescenza che si ottiene con le acquisizioni confocali e alle informazioni sul tempo di vita, STELLARIS 8 CRS offre un sistema completamente integrato che consente di acquisire e correlare un'ampia gamma di contrasti biochimici e biofisici per ottenere il massimo dal vostro esperimento.
 

Ottenere informazioni sulla composizione biochimica del campione

La combinazione di informazioni morfologiche e biochimiche può essere fondamentale per comprendere le funzioni biologiche in un campione sano e qualsiasi cambiamento causato dalla malattia.

STELLARIS 8 CRS offre l'imaging senza marcatura con contrasto chimico a una risoluzione spaziale senza precedenti. Con il CRS, le funzioni biologiche possono essere esplorate su molte scale spaziali, che vanno dagli organelli subcellulari ai gruppi di cellule di un tessuto, fino alle strutture patologiche che perturbano la funzione dei tessuti. 

Visualizzazione della composizione biochimica endogena di una fetta di mela fresca non trattata. (A) Cornici rappresentative di uno stack di immagini spettroscopiche SRS. (B) Spettri SRS delle regioni di interesse mostrati in (A). Giallo: la buccia più esterna è costituita da una fase cerosa di acidi grassi saturi a catena lunga. Verde, rosso: strati cuticolari interni di acidi grassi insaturi a catena corta. Blu, magenta: composti polifenolici. Ciano: pareti cellulari in polisaccaridi. Arancione: pigmenti carotenoidi. (C) Risultato di un unmixing spettrale di 8 colori che mostra le strutture distinte su base biochimica.
L'imaging SRS label-free rivela l'architettura core shell di un modello di sferoide multicellulare di cancro della pelle e rivela l'aspetto di un fenotipo cellulare inaspettato, ricco di lipidi (cellule isolate di colore giallo chiaro). Campione su gentile concessione della Dott.ssa Julia Klicks e del Prof. Rüdiger Rudolf, Hochschule Mannheim, Germania.

Rivelare nuove dimensioni rilevanti per lo sviluppo e la malattia

La visualizzazione diretta dei fenotipi cellulari e degli stati metabolici è fondamentale per comprendere i processi biologici nella salute e nella malattia. Il processamento dei campioni potrebbe alterare queste proprietà, pertanto un approccio label-free può rivelarsi un'alternativa preferibile.

L'imaging CRS fornisce le funzionalità spettroscopiche che consentono uno studio dettagliato del campione in condizioni il più possibile simili a quelle reali. 

Combinazione dell'imaging confocale a fluorescenza con l'imaging chimico

Per ottenere una visione impareggiabile delle molteplici dimensioni biologiche del campione, STELLARIS 8 CRS fornisce diversi metodi di imaging strettamente integrati nel sistema confocale. Questi consentono l'imaging ottico multimodale con contrasto biochimico, biofisico e molecolare. 

  • Scattering Raman stimolato (SRS)
  • Scattering Anti-Stokes Raman (CARS) Coerente
  • Fluorescenza a singolo o multi-fotone
  • Generazione di Seconda Armonica (SHG)
  • Imaging con laser infrarossi (IR), visibili (VIS) e ultravioletti (UV) in modalità simultanea o sequenziale
     
Imaging ottico multimodale di osteogenesi in un espianto della calotta cranica di topo, ottenuto combinando la microscopia a fluorescenza confocale nel range del visibile con l'imaging chimico SRS multicolore e il contrasto fisico SHG. In un singolo campione vengono visualizzate la localizzazione degli osteoblasti, la deposizione delle fibre di collagene extracellulari e la formazione dei minerali dell'osso. Inoltre, si osservano strutture ricche di lipidi prevalentemente all'interno di osteoblasti isolati sparsi nelle strutture ossee in via di sviluppo. Campione su gentile concessione di Jacqueline Tabler e Sebastian Bundschuh, MPI-CBG Dresda, Germania.
In alto a sinistra: Immagine acquisita al microscopio CARS di lipidi nel tessuto cerebrale, che mostra la materia bianca ricca di lipidi e le regioni di materia grigia. In alto a destra: Il tempo di arrivo medio dei fotoni rivela tempi di arrivo più brevi dalla materia bianca ricca di lipidi e tempi di arrivo più lunghi dalla materia grigia. Questo risultato indica che i segnali CARS istantanei sono accompagnati da segnali di autofluorescenza a 2 fotoni caratterizzati da un tempo di vita diverso. Riga inferiore: Separazione basata sul tempo di vita dei segnali CARS istantanei dai segnali di autofluorescenza con un tempo di arrivo medio di 1,9 ns. A destra: Merge delle immagini.

Scopri nuove possibilità con l'imaging vibrazionale e blifetime imaging 

Molti campioni biologici emettono fluorescenza derivante da fluorofori endogeni o da una marcatura fluorescente intenzionale. Mentre i segnali SRS non sono influenzati dalla fluorescenza, i segnali CARS possono sperimentare un certo grado di crosstalk fluorescente.

Gli strumenti TauSense della piattaforma STELLARIS possono consentire di risolvere questo problema. Utilizzando le informazioni basate sul tempo di vita della fluorescenza, si possono separare i segnali CARS istantanei da quelli di fluorescenza. 

Aumentate la vostra produttività con dati intrinsecamente quantificabili

STELLARIS 8 CRS offre tutta la versatilità e la facilità d'uso disponibili con la piattaforma STELLARIS. Questa integrazione consente di gestire un'ampia gamma di campioni complessi e consente di massimizzare i vantaggi dell'imaging CRS, compresa l'acquisizione di dati intrinsecamente quantificabili da approcci di imaging raziometrico e spettroscopico. 

Immagini SRS e spettri di gocce di dodecano (idrocarburo completamente saturo, ciano) e acido linoleico (acido grasso polinsaturo, magenta) immerse in acqua. Il rapporto delle intensità da 1660 cm⁻¹ a 1440 cm⁻¹ consente la quantificazione dell'insaturazione lipidica.

Ottenere un'immagine CRS con pochi clic utilizzando l'intuitiva interfaccia utente ImageCompass.

Semplice setup degli esperimenti con un sistema completamente integrato

Ogni aspetto dell'esperimento è completamente controllato tramite l'interfaccia utente ImageCompass, che offre un approccio pratico e intuitivo alla microscopia CRS sia agli esperti che ai principianti.

Inoltre, l'integrazione del controllo laser CRS all'interno di ImageCompass consente agli utenti di passare dall'imaging di legami chimici singoli all'imaging spettroscopico o all'imaging multimodale con pochi clic. 

Navigazione semplificata di campioni complessi e di grandi dimensioni

LAS X Navigator è un potente strumento di navigazione che consente di passare rapidamente dalla ricerca immagine per immagine alla visualizzazione di una panoramica completa del campione. L'integrazione completa degli esperimenti di multiposizione CRS con Navigator consente di eseguire mosaici di campioni di grandi dimensioni, fornendo tutte le informazioni necessarie per scegliere le regioni di interesse per indagini successive e più dettagliate.

Imaging automatizzato di campioni di grandi dimensioni: Qui è mostrata una scansione ad alta risoluzione di un'intera sezione cerebrale di topo. Un confronto delle regioni del tessuto corticale di topi cresciuti rispettivamente con una dieta a elevato contenuto di grassi e una dieta regolare rivela la presenza di placche arteriose patologiche ricche di lipidi nel primo caso e non nel secondo. Campione su gentile concessione di Judith Leyh e del Prof. Ingo Bechmann, Universität Leipzig, Germania.
L'imaging spettroscopico SRS fornisce informazioni dettagliate sulla composizione chimica delle strutture cerebrali. A sinistra: immagine SRS che mostra strutture della materia bianca sane e ricche di lipidi (in alto) e depositi patologici di lipidi che circondano una placca di β-amiloide (in basso a sinistra). A destra: Gli spettri SRS mostrano che i depositi patologici sono arricchiti con lipidi della membrana (sfingomielina, fosfatidilcolina) rispetto alla materia bianca più ricca di colesterolo.

Informazioni quantificabili dall'imaging iperspettrale o raziometrico

Ispirato dagli approcci sviluppati dalla community di spettroscopia Raman, il CRS consente l'imaging raziometrico e spettroscopico che fornisce informazioni riproducibili e quantificabili sulla composizione chimica del campione. Questi strumenti di quantificazione di base sono integrati nel software LAS X.

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