Zeiss ELYRA 7 LS mit 2x pco.EDGE 4.2 an DuoLink SR

Description

Lieferung, Installation und Inbetriebnahme eines patentierten Superauflösendes SIM/SMLM Fluoreszenzmikroskop Lot 1: Zur Untersuchung nanoskopisch strukturierter und hochdynamischer DNA und Soft Matter Systeme benötigt die JGU Mainz ein Lattice-SIM/SMLM-Mikroskop mit passenden Laserlinien (~405, ~488, ~561, ~642 nm) und der Kapazität zur Simultanbeobachtung von zwei Fluoreszenzkanälen (SIM = Strukturierte Beleuchtung; SMLM = Einzelmoleküllokalisationsmikroskopie). Die SIM Einheit muss mittels eines Interferenz-erzeugten Gittermusters mit möglichst hoher Bildwiederholrate (Minimum 200 fps) bei gleichzeitiger Ortsauflösung von Minimum 60 nm Videos aufnehmen können. Auf Grund des teilweisen Vorliegens von kompartimentierten Objekten, Multidomänenstrukturen und Volumenstrukturen mit nanoskaliger interner Struktur muss eine Optik zur 3D- SMLM und für 3D-SIM vorhanden sein. Das System muss zudem über die passenden Objektive verfügen und zur besten Isolation und Stabilisierung mit einer Box umgeben sein. Ebenso muss ein Vibrationsisolationstisch vorhanden sein. Für eine nahezu routinemäßige Bildgebung und Analytik mit der Perspektive der Einbindung in die geplante Core Facility Imaging ist es von zentraler Bedeutung, dass sowohl Hardware als auch Software nutzerfreundlich gestaltet sind. Die Software muss den vollständigen Arbeitsablauf für Mikroskop-Alignment, die Mikroskopie und die Bildauswertung besitzen. Einzig Zeiss kann mit dem Elyra 7 auf Grund patentrechtlicher Alleinstellung die Vorgaben erfüllen. Zeiss hat in der SIM Methodik das sogenannte Lattice-SIM-Verfahren lizensiert und kommerzialisiert. Bei der Lattice-SIM wird der Probenbereich mit einem Gitterpunktmuster beleuchtet, anstatt mit Gitterlinien wie in herkömmlicher SIM. Dies führt zu einer drastischen Erhöhung der Bildgebungsgeschwindigkeit (bis zu 225 fps). Darüber hinaus bietet das Gittermuster einen höheren Kontrast, um eine robustere Bildrekonstruktion zu ermöglichen. Da die Sampling-Effizienz der Gittermuster-Beleuchtung im Vergleich zur klassischen SIM 2× höher ist, wird eine geringer Laserdosis für die Probenbeleuchtung benötigt. Neben der somit deutlich besseren zeitlichen Auflösung, der geringen notwendigen Lichtintensität und dem höheren Kontrasts, setzt sich Zeiss mit der kürzlich vorgestellten SIM2 Methode darüber hinaus auch in der der räumlichen Auflösung alleinstellend am Markt ab. Durch verbesserte Auswertealgorithmen kann die Bildrekonstruktion zu einer verdoppelten Auflösung führen. In Zahlen bedeutet dies für SIM-Mikroskopie: x/y Auflösung in etwa 60 nm; Aufnahmegeschwindigkeit: bis zu 255 fps im Burstmode. Vergleichbare Systeme gibt es nicht am Markt. Dieses Alleinstellungsmerkmale im SIM Bereich sind patentrechtlich geschützt (US-Patente US7609391 (B2), US7894136 (B2) und US7990611 (B2)). Mehrere Patente für die SIM2-Methode (Auflösungssteigerung) sind zum Patent von Zeiss angemeldet. Diese Alleinstellung ist von hoher Bedeutung, da die SIM-Mikroskopie im Vergleich zu SMLM einfach einzusetzen ist und jede*r Fluoreszenzmikroskopienutzer*in mit sehr geringer Einarbeitungszeit direkt superauflösende Fluoreszenzmikroskopie bis zu einer Auflösung von ca. 60 nm bei einer Framerate bis zu 255 fps anfertigen kann. Dies ist ein nicht zu unterschätzender Vorteil in der Anwenderfreundlichkeit. Zeiss kann mittlerweile in DNA Origami mittels SIM2 Auflösungen von Spots mit einer Distanz von unter 60 nm erreichen (https://www.zeiss.com/microscopy/int/products/super-resolution/elyra-7.html). Auch im SMLM Bereich besitzt Zeiss alleinstellende Vorteile. Zeiss setzt auf einen sogenannten Split-PSF- Schieber, der in 3D-SMLM eine größere Capture-Range (1,4 μm) als in anderen Verfahren, wie z.B. der zylindrischen Linsen/Astigmatismus (ca. 0,8 μm), erlaubt. Dies ist vorteilhaft für Geschwindigkeit und Präzision in der z-Stapel Akquisition.