Obtenha o poder de adquirir imagens de alvos inacessíveis com os métodos tradicionais

Embora os métodos tradicionais de microscopia de fluorescência sejam ferramentas de pesquisa de grande sucesso, o tipo e o número de alvos que podem ser visualizados são limitados. O STELLARIS CRS ajuda você a superar essas limitações:

  • Utilizar contraste endógeno quimicamente específico para visualizar estruturas e processos que são, em grande parte, inacessíveis com os métodos tradicionais
  • Obter informações de imagens tridimensionais que permitem a observação de detalhes finos, mesmo dentro de espécimes 3D complexos
  • Beneficie-se da excitação minimamente perturbadora para estudos dinâmicos com o espécime mantido o mais próximo possível das condições fisiológicas, desde a geração de imagens com taxa de vídeo até observações de longo prazo de espécimes sensíveis.
Imagem sobreposta mostrando o olho de um peixe-zebra intacto sem marcação. Verde: imagem de dispersão estimulada de Raman (SRS) de componentes lipídicos (a 2850 cm⁻¹). Vermelho: imagem SRS de componentes proteicos (a 2935 cm⁻¹). Azul: sinais de segundo harmônico, principalmente da esclera e córnea. Amostra fornecida por Elena Remacha Motta e Julien Vermot, Instituto de Genética e Biologia Molecular e Celular (IGBMC), Strasbourg, França.
Imagem sobreposta mostrando o olho de um peixe-zebra intacto sem marcação. Verde: imagem de dispersão estimulada de Raman (SRS) de componentes lipídicos (a 2850 cm⁻¹). Vermelho: imagem SRS de componentes proteicos (a 2935 cm⁻¹). Azul: sinais de segundo harmônico, principalmente da esclera e córnea. Amostra fornecida por Elena Remacha Motta e Julien Vermot, Instituto de Genética e Biologia Molecular e Celular (IGBMC), Strasbourg, França.

Acompanhe processos biológicos complexos em amostras vivas

Acompanhe a dinâmica de várias espécies químicas em escalas de tempo de poucos segundos, aproveitando os recursos de imagem química multiplex rápida do STELLARIS CRS usando a fonte de luz picoEmerald FT de ajuste rápido.

Amostra de vídeo de cortesia do Dr. Matthew Benton, EMBL Heidelberg.

Aquisição de imagem química rápida e multiplex de um embrião de drosófila em desenvolvimento. Proteínas (vermelho, SRS 2940 cm-¹), lipídios (verde, SRS 2850 cm-¹) e uma combinação de geração de segundo harmônico e fluorescência endógena de dois fótons (azul). Filme de lapso de tempo, 16 s/etapa de tempo; tempo de execução 2h3min (441 etapas de tempo). Amostra cortesia do Dr. Matthew Benton, EMBL Heidelberg.

Adquira dados de imagens bioquímicas estatisticamente significativas em menos tempo

Processos de desenvolvimento ou doenças resultam em estados metabólicos alterados de células e tecidos. Esses estados metabólicos são refletidos na composição bioquímica endógena e na organização espacial das organelas celulares. 

Com o STELLARIS CRS, os usuários podem sondar essa bioquímica com imagens espectroscópicas a 12 cm-1 resolução espectral. 

A qualidade do sinal fortemente aprimorada e o ajuste mais rápido do laser, em comparação com os instrumentos da geração anterior, resultam em imagens químicas multiplexadas mais rápidas, permitindo que os usuários adquiram dados de imagens bioquímicas estatisticamente significativas em menos tempo.

Resultado de não mistura de uma varredura espectral SRS (2800 - 3100 cm-¹, 38 pontos espectrais) de cultura celular bidimensional (células U2OS suplementadas com colesterol), mostrando gotículas de lipídios (amarelo), depósitos de colesterol (magenta), núcleos celulares (ciano) e tampão aquoso (azul).
Resultado de não mistura de uma varredura espectral SRS (2800 - 3100 cm-¹, 38 pontos espectrais) de cultura celular bidimensional (células U2OS suplementadas com colesterol), mostrando gotículas de lipídios (amarelo), depósitos de colesterol (magenta), núcleos celulares (ciano) e tampão aquoso (azul).

Adquira imagens de estruturas e eventos sem a necessidade de corantes fluorescentes

O microscópio STELLARIS CRS permite que os usuários façam imagens e diferenciem estruturas e eventos usando suas propriedades químicas. Dessa forma, ele pode fornecer acesso a uma grande quantidade de informações bioquímicas, metabólicas e farmacocinéticas que são inacessíveis por meio de métodos tradicionais. 

O contraste da imagem na CRS é fornecido pelos estados vibracionais característicos e intrínsecos das diferentes moléculas na amostra. Assim, não é necessária a coloração da amostra, eliminando as desvantagens dos métodos de imagem baseados em corantes, como a fotobranqueamento e os artefatos de coloração.

A aquisição de imagens SRS multicolorida revela a distribuição subcelular de um composto farmacológico marcado com Raman (amarelo, imagem SRS a 2230 cm-¹), no contexto dos lipídios e proteínas endógenos dentro de uma amostra celular não marcada. Amostra de cortesia do Dr. Matthäus Mittasch, Dewpoint Therapeutics GmbH.
A aquisição de imagens SRS multicolorida revela a distribuição subcelular de um composto farmacológico marcado com Raman (amarelo, imagem SRS a 2230 cm-¹), no contexto dos lipídios e proteínas endógenos dentro de uma amostra celular não marcada. Amostra de cortesia do Dr. Matthäus Mittasch, Dewpoint Therapeutics GmbH.

Imagens tridimensionais integradas para amostras 3D 

O STELLARIS CRS é perfeitamente adequado para gerar imagens de amostras 3D, como tecidos, organoides ou pequenos organismos modelo intactos, em resolução subcelular, usando diretamente suas propriedades químicas. A aquisição de imagens 3D sem a necessidade de pós-processamento é uma propriedade integrada do CRS, graças a uma combinação de dois recursos: 

  • Os sinais de CRS são gerados por um efeito óptico não linear, que ocorre exclusivamente dentro do volume focal dos lasers de excitação, fornecendo informações de imagens intrinsecamente tridimensionais.
  • Os feixes de laser próximos do infravermelho usados para excitação do CRS se propagam através da amostra com o mínimo de perturbação, permitindo a aquisição de imagens eficientes mesmo dentro de espécimes 3D intactos.
Aquisição de imagens tridimensional em tecidos cerebrais: pilha Z de uma fatia de cérebro de camundongo com 200 μm de espessura, mostrando a aquisição de imagens SRS simultânea de axônios mielinizados (brilho) e fluorescência de dois fótons de neurônios identificados com Thy1-YFP (ciano). Amostra de cortesia da Dra. Monika Leischner-Brill, Instituto de Biologia Celular Neuronal, TU München, Alemanha.

Adquira imagens de espécimes vivos o mais próximo possível das condições fisiológicas

A excitação altamente eficiente de ligações moleculares pelo CRS fornece contraste de imagem quimicamente específico em velocidades sem precedentes. Ela permite a geração de imagens de amostras vivas em taxas de vídeo. 

O STELLARIS CRS é equipado com um scanner Tandem que proporciona imagens convencionais e de alta velocidade de muitas morfologias de amostras. 

Além da velocidade, a geração suave de imagens é essencial para preservar as amostras vivas durante a observação de longo prazo. A abordagem sem manchas, combinada com o uso de lasers de infravermelho próximo, mantém a fototoxicidade e o fotodano em níveis mínimos. 

Investigação sem marcação de dinâmicas subcelulares em um organoide vivo de intestino delgado. O filme em time-lapse dos sinais SRS (2940 cm⁻¹) mostra proteínas endógenas e lipídios, fornecendo percepções sobre a organização de células epiteliais e a dinâmica de gotículas de lipídios nesse sistema modelo. Amostra de cortesia do Dr. Ruslan Dmitriev, Universidade de Ghent, Bélgica.

Explore o potencial das informações morfo-químicas e funcionais em seu experimento de imagem

Para resolver problemas desafiadores nas ciências da vida e na pesquisa médica fundamental, frequentemente é necessário maximizar as informações obtidas de suas amostras. Isso geralmente inclui a necessidade de geração de imagens de alvos não tradicionais, como alterações no metabolismo de lipídios.

O STELLARIS CRS oferece um sistema totalmente integrado que permite adquirir e correlacionar uma ampla variedade de contrastes bioquímicos e biofísicos, além de informações de intensidade e tempo de vida da fluorescência confocal, para obter o máximo do seu experimento.
 

Placas amiloides-β e depósitos de lipídios patológicos associados visualizados em tecidos cerebrais não marcados. A análise espectroscópica mostra um enriquecimento dos lipídios da membrana e uma depleção do colesterol em comparação com as estruturas cerebrais saudáveis próximas, fornecendo uma nova oportunidade para estudar as conexões entre o metabolismo lipídico e a patologia de Alzheimer. Amostra de cortesia do Dr. Martin Fuhrmann, Andrea Baral, Centro Alemão de Doenças Neurodegenerativas, Bonn.
Placas amiloides-β e depósitos de lipídios patológicos associados visualizados em tecidos cerebrais não marcados. A análise espectroscópica mostra um enriquecimento dos lipídios da membrana e uma depleção do colesterol em comparação com as estruturas cerebrais saudáveis próximas, fornecendo uma nova oportunidade para estudar as conexões entre o metabolismo lipídico e a patologia de Alzheimer. Amostra de cortesia do Dr. Martin Fuhrmann, Andrea Baral, Centro Alemão de Doenças Neurodegenerativas, Bonn.

Obtenha informações sobre a composição bioquímica de sua amostra

A combinação de informações morfológicas e bioquímicas pode ser crucial para a compreensão de funções biológicas saudáveis e quaisquer alterações causadas pela doença.

O STELLARIS CRS fornece imagens sem marcadores com contraste químico em uma resolução espacial sem precedentes. Com o CRS, as funções biológicas podem ser examinadas em muitas escalas espaciais, variando de organelas subcelulares a grupos de células em um tecido, ou mesmo estruturas patológicas que perturbam a função do tecido. 

Visualização da composição bioquímica endógena de uma fatia de maçã fresca e não tratada. (A) Quadros representativos de uma pilha de imagens espectroscópicas SRS. (B) Espectros SRS das regiões de interesse mostradas em (A). Amarelo: casca mais externa que consiste em uma fase cerosa de ácidos graxos saturados de cadeia longa. Verde, vermelho: camadas cuticulares internas feitas de ácidos graxos insaturados de cadeia curta. Azul, magenta: compostos polifenólicos. Ciano: paredes celulares feitas de polissacarídeos. Laranja: pigmentos carotenoides. (C) Resultado da não mistura espectral de 8 cores mostrando as estruturas bioquimicamente distintas.
Visualização da composição bioquímica endógena de uma fatia de maçã fresca e não tratada. (A) Quadros representativos de uma pilha de imagens espectroscópicas SRS. (B) Espectros SRS das regiões de interesse mostradas em (A). Amarelo: casca mais externa que consiste em uma fase cerosa de ácidos graxos saturados de cadeia longa. Verde, vermelho: camadas cuticulares internas feitas de ácidos graxos insaturados de cadeia curta. Azul, magenta: compostos polifenólicos. Ciano: paredes celulares feitas de polissacarídeos. Laranja: pigmentos carotenoides. (C) Resultado da não mistura espectral de 8 cores mostrando as estruturas bioquimicamente distintas.

Revele novas dimensões relevantes para o desenvolvimento e a doença

A visualização direta de fenótipos celulares e estados metabólicos é fundamental para entender os processos biológicos na saúde e na doença. O processamento de amostras pode alterar essas propriedades, portanto, uma abordagem sem marcadores pode ser a alternativa preferida.

A aquisição de imagens CRS oferece os recursos de espectroscopia que permitem um estudo detalhado de sua amostra, sob condições o mais próximo possível da vida real. 

A aquisição de imagens SRS sem marcação revela a arquitetura de um modelo de esferoide de câncer de pele multicelular e revela a aparência de um fenótipo de célula rico em lipídios inesperado (células amarelas brilhantes isoladas). Amostra de cortesia da Dra. Julia Klicks, Prof. Rüdiger Rudolf, Hochschule Mannheim, Alemanha.
A aquisição de imagens SRS sem marcação revela a arquitetura de um modelo de esferoide de câncer de pele multicelular e revela a aparência de um fenótipo de célula rico em lipídios inesperado (células amarelas brilhantes isoladas). Amostra de cortesia da Dra. Julia Klicks, Prof. Rüdiger Rudolf, Hochschule Mannheim, Alemanha.

Combine a geração de imagens de fluorescência confocal com a geração de imagens químicas

Para obter uma visão incomparável das múltiplas dimensões biológicas de sua amostra, o STELLARIS CRS fornece vários métodos de aquisição de imagens totalmente integrados ao sistema confocal. Eles permitem a aquisição de imagens ópticas multimodais com contraste bioquímico, biofísico e molecular. 

  • Dispersão estimulada de Raman (SRS)
  • Dispersão coerente anti-stokes de Raman (CARS)
  • Fluorescência de fóton único ou multifotônica
  • Geração de segundo harmônico (SHG)
  • Aquisição de imagens com lasers infravermelhos (IR), visíveis (VIS) e ultravioleta (UV) em modo simultâneo ou sequencial
     
Aquisição de imagens ópticas multimodais de osteogênese em um explante de calota cerebral de camundongo usando uma combinação de microscopia de fluorescência confocal visível com aquisição de imagem química multicolorida via SRS e contraste físico adicionado via SHG. Em uma única amostra, são visualizadas a localização de osteoblastos, a deposição de fibras de colágeno extracelulares e a formação de minerais ósseos. Além disso, estruturas ricas em lipídios são observadas predominantemente dentro de osteoblastos isolados espalhados pelas estruturas ósseas em desenvolvimento. Amostra cortesia de Jacqueline Tabler e Sebastian Bundschuh, MPI-CBG Dresden, Alemanha.
Aquisição de imagens ópticas multimodais de osteogênese em um explante de calota cerebral de camundongo usando uma combinação de microscopia de fluorescência confocal visível com aquisição de imagem química multicolorida via SRS e contraste físico adicionado via SHG. Em uma única amostra, são visualizadas a localização de osteoblastos, a deposição de fibras de colágeno extracelulares e a formação de minerais ósseos. Além disso, estruturas ricas em lipídios são observadas predominantemente dentro de osteoblastos isolados espalhados pelas estruturas ósseas em desenvolvimento. Amostra cortesia de Jacqueline Tabler e Sebastian Bundschuh, MPI-CBG Dresden, Alemanha.

Explore novas possibilidades com imagens vibracionais e de tempo de vida  

Muitos espécimes biológicos exibem emissão de fluorescência, decorrente de fluoróforos endógenos ou de marcação fluorescente intencional. Enquanto os sinais SRS não são afetados pela fluorescência, os sinais CARS podem sofrer algum grau de interferência fluorescente.

As ferramentas TauSense da plataforma STELLARIS podem ajudar a resolver esse problema. Ao usar informações baseadas no tempo de vida da fluorescência, você pode separar os sinais CARS instantâneos dos sinais de fluorescência. 

Esquerda superior: Imagem de microscópio CARS de lipídios em um tecido cerebral, mostrando uma matéria branca rica em lipídios e regiões de matéria cinza. Direita superior: a imagem da média do tempo de chegada dos fótons revela tempos de chegada mais curtos da matéria branca rica em lipídios e tempos de chegada mais longos da matéria cinza. Esse resultado indica que os sinais de CARS instantâneos são acompanhados por sinais de autofluorescência de dois fótons com uma vida útil finita. Linha inferior: separação baseada no tempo de vida dos sinais de CARS instantâneos e sinais de autofluorescência com um tempo de chegada médio de 1,9 ns. Direita: imagem de sobreposição.
Esquerda superior: Imagem de microscópio CARS de lipídios em um tecido cerebral, mostrando uma matéria branca rica em lipídios e regiões de matéria cinza. Direita superior: a imagem da média do tempo de chegada dos fótons revela tempos de chegada mais curtos da matéria branca rica em lipídios e tempos de chegada mais longos da matéria cinza. Esse resultado indica que os sinais de CARS instantâneos são acompanhados por sinais de autofluorescência de dois fótons com uma vida útil finita. Linha inferior: separação baseada no tempo de vida dos sinais de CARS instantâneos e sinais de autofluorescência com um tempo de chegada médio de 1,9 ns. Direita: imagem de sobreposição.

Aumente sua produtividade com dados inerentemente quantificáveis

O STELLARIS CRS oferece toda a versatilidade e a facilidade de uso disponíveis na plataforma STELLARIS. Essa integração permite que você lide com uma ampla gama de amostras desafiadoras e ajuda a maximizar os benefícios da aquisição de imagens CRS, incluindo a obtenção de dados quantificáveis inerentemente, com base em abordagens de aquisição de imagens raciométricas e espectroscópicas. 

Imagens SRS e espectros de dodecano (um hidrocarboneto totalmente saturado, ciano) e ácido linoléico (um ácido graxo poliinsaturado, magenta) imersos em água. A razão de intensidades de 1660 cm⁻¹ a 1440 cm⁻¹ permite a quantificação da insaturação de lipídios.
Imagens SRS e espectros de dodecano (um hidrocarboneto totalmente saturado, ciano) e ácido linoléico (um ácido graxo poliinsaturado, magenta) imersos em água. A razão de intensidades de 1660 cm⁻¹ a 1440 cm⁻¹ permite a quantificação da insaturação de lipídios.

Fácil configuração de experimentos com um sistema totalmente integrado

Cada aspecto do seu experimento é totalmente controlado pela interface do usuário ImageCompass, oferecendo uma abordagem conveniente e intuitiva à microscopia CRS para especialistas e iniciantes.

Além disso, a integração do controle de laser CRS ao ImageCompass permite que os usuários passem da aquisição de imagens monoquímicas para a aquisição de imagens espectroscópicas ou imagens multimodais com apenas alguns cliques. 

Obteção de uma imagem CRS em poucos cliques usando a interface do usuário intuitiva ImageCompass.

Navegue por amostras grandes e complexas com facilidade

O LAS X Navigator é uma poderosa ferramenta de navegação, que permite mudar rapidamente da pesquisa de imagem por imagem para uma visão geral completa de sua amostra. A integração total de experimentos de várias posições CRS com o Navigator permite realizar varreduras completas em blocos de amostras grandes, fornecendo todas as informações necessárias para escolher regiões de interesse para investigações subsequentes e mais detalhadas.

Aquisição automatizada de imagens de amostras de áreas extensas: aqui é mostrada uma varredura em blocos de alta resolução de toda uma fatia de cérebro do camundongo. Uma comparação das regiões de tecido cortical correspondentes de camundongos produzidos em uma dieta com alto teor de gordura versus uma dieta regular revela a ocorrência de placas arteriais ricas em lipídios patológicos em uma dieta com alto teor de gordura, mas não em uma dieta regular. Amostra de cortesia de Judith Leyh e Prof. Ingo Bechmann, Universität Leipzig, Alemanha.
Aquisição automatizada de imagens de amostras de áreas extensas: aqui é mostrada uma varredura em blocos de alta resolução de toda uma fatia de cérebro do camundongo. Uma comparação das regiões de tecido cortical correspondentes de camundongos produzidos em uma dieta com alto teor de gordura versus uma dieta regular revela a ocorrência de placas arteriais ricas em lipídios patológicos em uma dieta com alto teor de gordura, mas não em uma dieta regular. Amostra de cortesia de Judith Leyh e Prof. Ingo Bechmann, Universität Leipzig, Alemanha.

Informações quantificáveis de imagens hiperespectrais ou raciométricas

Inspirado em abordagens desenvolvidas pela comunidade de espectroscopia Raman, o CRS permite a aquisição de imagens raciométricas e espectroscópicas, que fornecem informações reprodutíveis e quantificáveis sobre a composição química da amostra. Essas ferramentas básicas de quantificação estão integradas no software LAS X.

A aquisição de imagens espectroscópicas SRS fornece informações detalhadas sobre a composição química das estruturas cerebrais. Esquerda: imagem de SRS mostrando estruturas saudáveis de matéria branca ricas em lipídios (parte superior) e depósitos de lipídios patológicos circundando uma placa de Amiloide-β (parte inferior esquerda). Direita: os espectros de SRS mostram que os depósitos patológicos são enriquecidos com lipídios de membrana (esfingomielina, fosfatidilcolina) em comparação com a matéria branca mais rica em colesterol.
A aquisição de imagens espectroscópicas SRS fornece informações detalhadas sobre a composição química das estruturas cerebrais. Esquerda: imagem de SRS mostrando estruturas saudáveis de matéria branca ricas em lipídios (parte superior) e depósitos de lipídios patológicos circundando uma placa de Amiloide-β (parte inferior esquerda). Direita: os espectros de SRS mostram que os depósitos patológicos são enriquecidos com lipídios de membrana (esfingomielina, fosfatidilcolina) em comparação com a matéria branca mais rica em colesterol.
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