获得对传统方法无法观察到的目标进行成像的能力

虽然传统的荧光显微镜方法是非常成功的研究工具,但可视化目标的类型和数量却很有限。STELLARIS CRS 可帮助您克服这些限制:

  • 利用化学特异性内源对比度,可视化传统方法难以解析的结构与生物过程。
  • 获取三维图像信息,可在复杂三维样本内部观测精细结构
  • 采用低扰动激发技术,在视频级成像至敏感样本长期观测中,使样本始终保持接近生理状态。
斑马鱼眼部未标记样本的叠加成像图。绿色:脂质成分的受激拉曼散射成像(2850 cm⁻¹波段)。红色:蛋白成分的受激拉曼散射成像(2935 cm⁻¹波段)。蓝色:二次谐波信号(主要源自巩膜与角膜)。样本由法国斯特拉斯堡遗传与分子细胞生物学研究所(IGBMC)的Elena Remacha Motta和Julien Vermot提供。
斑马鱼眼部未标记样本的叠加成像图。绿色:脂质成分的受激拉曼散射成像(2850 cm⁻¹波段)。红色:蛋白成分的受激拉曼散射成像(2935 cm⁻¹波段)。蓝色:二次谐波信号(主要源自巩膜与角膜)。样本由法国斯特拉斯堡遗传与分子细胞生物学研究所(IGBMC)的Elena Remacha Motta和Julien Vermot提供。

跟踪活体样本中的复杂生物过程

利用 STELLARIS CRS 的快速多重化学成像功能和快速调谐 picoEmerald FT 光源,在几秒的时间尺度内跟踪多个化学物种的动态变化。

视频样本由海德堡 EMBL 的 Matthew Benton 博士提供。

果蝇胚胎发育过程的高速多标记化学成像。蛋白质(红色,SRS 2940 cm⁻¹)、脂质(绿色,SRS 2850 cm⁻¹)以及二次谐波与内源性双光子荧光的复合信号(蓝色)。时序成像速率16秒/帧,总时长2小时3分钟(共441帧)。样本由海德堡欧洲分子生物学实验室(EMBL)Matthew Benton博士提供。

在更短时间内获取具有统计意义的生化图像数据

发育过程或疾病导致细胞和组织的代谢状态发生改变。这些代谢状态反映在细胞器的内源性生化组成和空间组织中。 

利用 STELLARIS CRS,用户可在 12 厘米范围内通过光谱成像探测这种生化状态。-1光谱分辨率。 

与上一代仪器相比,信号质量大幅提高,激光调谐速度更快,从而使多标化学成像的速度提高了一个数量级,使用户能够在更短的时间内获得具有统计意义的生化图像数据。

SRS光谱扫描(2800-3100 cm⁻¹,38个光谱点)对二维细胞培养物(补充胆固醇的U2OS细胞)的解混结果,显示脂滴(黄色)、胆固醇沉积(洋红色)、细胞核(青色)及水相缓冲液(蓝色)。
SRS光谱扫描(2800-3100 cm⁻¹,38个光谱点)对二维细胞培养物(补充胆固醇的U2OS细胞)的解混结果,显示脂滴(黄色)、胆固醇沉积(洋红色)、细胞核(青色)及水相缓冲液(蓝色)。

无需荧光染料即可对结构和事件进行成像

STELLARIS CRS显微镜允许用户利用结构和事件的化学特性对其进行成像和区分。这样,它就能提供传统方法无法获取的大量生化、代谢和药代动力学信息。 

CRS成像对比度源自样本中不同分子的固有特征振动状态,无需染色即可规避染料成像的光漂白与染色伪影问题。

多色受激拉曼散射(SRS)成像揭示了未经标记的细胞样本中,拉曼标记药物化合物(黄色,2230 cm⁻¹波段SRS成像)在内源性脂质与蛋白质环境中的亚细胞分布。样本由Dewpoint Therapeutics GmbH的Matthäus Mittasch博士提供。
多色受激拉曼散射(SRS)成像揭示了未经标记的细胞样本中,拉曼标记药物化合物(黄色,2230 cm⁻¹波段SRS成像)在内源性脂质与蛋白质环境中的亚细胞分布。样本由Dewpoint Therapeutics GmbH的Matthäus Mittasch博士提供。

内置三维成像功能,支持三维样本的直接观测 

STELLARIS CRS系统通过直接利用样本的化学特性,完美适配组织、类器官或完整小型模式生物等三维样本的亚细胞级成像。CRS内置无需后处理的三维成像能力,其实现基于两大特性: 

  • CRS信号通过仅在激发激光的焦点体积内发生的非线性光学效应生成,提供真正的三维图像信息。
  • 用于激发CRS的近红外激光束以极小的扰动在整个样本中传播,因此在完整的3D样本内也能高效成像。
脑组织三维成像:200 µm厚小鼠脑切片Z轴堆栈图像,同步显示髓鞘轴突的受激拉曼散射成像(辉光色)与Thy1-YFP标记神经元的双光子荧光成像(青色)。样本由德国慕尼黑工业大学神经元细胞生物学研究所Monika Leischner-Brill博士提供。

对活体标本进行尽可能接近生理条件的成像

CCRS技术通过高效激发分子键,以超高速度提供化学特异性图像对比度,实现活体样本的视频级成像。 

STELLARIS CRS 配备了串联扫描仪,可对多种标本形态进行常规和高速成像。 

除高速成像外,温和成像对活体样本长期观测至关重要。无标记技术与近红外激光的结合,将光毒性和光损伤降至更低水平。 

活体小肠类器官的亚细胞动态无标记研究。基于受激拉曼散射(2940 cm⁻¹波段)的时序成像视频,呈现内源性蛋白质与脂质的分布动态,揭示该模型系统中上皮细胞组织结构与脂滴运动规律。样本由比利时根特大学Ruslan Dmitriev博士提供。

在成像实验中探索形态化学与功能信息的潜力。

应对生命科学和基础医学研究中的挑战性课题,常需最大化挖掘样本信息,包括对非传统靶标的成像需求(如脂代谢动态变化)。

STELLARIS CRS提供完全集成的系统,支持获取并关联多种生化与生物物理对比度信息(兼容共聚焦荧光强度与寿命数据),助您提升实验价值。
 

未标记脑组织中淀粉样蛋白-β斑块及相关病理脂质沉积的可视化成像。光谱分析显示,与邻近健康脑结构相比,该区域膜脂富集而胆固醇耗竭,为研究脂代谢与阿尔茨海默病病理关联提供了新视角。样本由德国波恩神经退行性疾病中心的Martin Fuhrmann博士与Andrea Baral提供。
未标记脑组织中淀粉样蛋白-β斑块及相关病理脂质沉积的可视化成像。光谱分析显示,与邻近健康脑结构相比,该区域膜脂富集而胆固醇耗竭,为研究脂代谢与阿尔茨海默病病理关联提供了新视角。样本由德国波恩神经退行性疾病中心的Martin Fuhrmann博士与Andrea Baral提供。

获取 样品的生化成分信息

形态与生化信息的结合对理解健康生理功能及疾病引发的异常变化至关重要。

STELLARIS CRS以无标记化学对比成像实现空前空间分辨率,可在亚细胞器至细胞群乃至病理结构等多尺度下解析生物功能。 

新鲜苹果切片内源性生化成分的无标记可视化。(A)受激拉曼散射(SRS)光谱成像堆栈的代表性帧。(B)图(A)中感兴趣区域的SRS光谱。黄色:最外层蜡质(长链饱和脂肪酸)。绿色/红色:内表皮层(短链不饱和脂肪酸)。蓝色/洋红色:多酚化合物。青色:细胞壁(多糖结构)。橙色:类胡萝卜素色素。(C)8色光谱解混结果呈现生化特征结构。
新鲜苹果切片内源性生化成分的无标记可视化。(A)受激拉曼散射(SRS)光谱成像堆栈的代表性帧。(B)图(A)中感兴趣区域的SRS光谱。黄色:最外层蜡质(长链饱和脂肪酸)。绿色/红色:内表皮层(短链不饱和脂肪酸)。蓝色/洋红色:多酚化合物。青色:细胞壁(多糖结构)。橙色:类胡萝卜素色素。(C)8色光谱解混结果呈现生化特征结构。

揭示发育与疾病相关的新维度 细胞表型

与代谢状态的可视化是理解健康与疾病中生物过程的关键。样本处理可能改变这些特性,因此无标记方法成为更优选择。

CRS成像提供光谱分析能力,支持在近乎真实的条件下对样本进行精细研究。 

无标记SRS成像揭示多细胞皮肤癌球状模型的核心-壳层结构,并发现意外的脂质富集细胞表型(孤立存在的亮黄色细胞)。样本由德国曼海姆应用技术大学的Julia Klicks博士与Rüdiger Rudolf教授提供。
无标记SRS成像揭示多细胞皮肤癌球状模型的核心-壳层结构,并发现意外的脂质富集细胞表型(孤立存在的亮黄色细胞)。样本由德国曼海姆应用技术大学的Julia Klicks博士与Rüdiger Rudolf教授提供。

将荧光共聚焦成像 与化学成像相结合

STELLARIS CRS将多种成像技术紧密集成于共聚焦系统,通过对生化、生物物理及分子对比度的多模态光学成像,为您提供样本多维度生物信息的全景视角。 

  • 受激拉曼散射(SRS)
  • 相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)
  • 单光子或多光子荧光
  • 二次谐波成像(SHG)
  • 使用红外线(IR)、可见光(VIS)和紫外线(UV)激光器以同时或序列模式成像
     
小鼠颅骨外植体成骨过程的多模态光学成像:结合可见光共聚焦荧光显微技术与多色SRS化学成像,并增加SHG物理对比度。单一样本中同步可视化成骨细胞定位、胶原纤维沉积及骨矿物质形成,并发现散在于发育骨结构中的孤立成骨细胞内存在脂质富集结构。样本由德国马克斯·普朗克分子细胞生物学与遗传学研究所(MPI-CBG)的Jacqueline Tabler与Sebastian Bundschuh提供。
小鼠颅骨外植体成骨过程的多模态光学成像:结合可见光共聚焦荧光显微技术与多色SRS化学成像,并增加SHG物理对比度。单一样本中同步可视化成骨细胞定位、胶原纤维沉积及骨矿物质形成,并发现散在于发育骨结构中的孤立成骨细胞内存在脂质富集结构。样本由德国马克斯·普朗克分子细胞生物学与遗传学研究所(MPI-CBG)的Jacqueline Tabler与Sebastian Bundschuh提供。

探索振动成像与寿命成像的新可能  

许多生物样本具有荧光发射特性(源于内源荧光团或人工标记)。SRS信号不受荧光影响,而CARS信号可能存在荧光串扰。

STELLARIS平台的TauSense工具可通过荧光寿命信息分离瞬时CARS信号与荧光信号,解决此问题。 

左上​​:脑组织脂质的CARS显微图像,显示富含脂质的白质与灰质区域。​​右上​​:平均光子到达时间图像,揭示脂质富集的白质区域光子到达时间较短,灰质区域到达时间较长。该结果表明瞬时CARS信号伴随具有有限寿命的双光子自发荧光信号。​​底部​​:基于寿命的信号分离——瞬时CARS信号与平均到达时间为1.9 ns的自发荧光信号分离结果。​​右侧​​:叠加图像。
左上​​:脑组织脂质的CARS显微图像,显示富含脂质的白质与灰质区域。​​右上​​:平均光子到达时间图像,揭示脂质富集的白质区域光子到达时间较短,灰质区域到达时间较长。该结果表明瞬时CARS信号伴随具有有限寿命的双光子自发荧光信号。​​底部​​:基于寿命的信号分离——瞬时CARS信号与平均到达时间为1.9 ns的自发荧光信号分离结果。​​右侧​​:叠加图像。

利用固有的 可量化数据提高您的工作效率

STELLARIS CRS兼具STELLARIS平台的全能性与易用性,支持处理各类复杂样本,助您最大化CRS成像效益——包括通过比率法与光谱成像获取本质可量化的数据。 

十二烷(全饱和烃,青色)与亚油酸(多不饱和脂肪酸,洋红色)液滴在水环境中的SRS成像及光谱。通过1660 cm⁻¹与1440 cm⁻¹的强度比值可实现脂质不饱和度的定量分析。
十二烷(全饱和烃,青色)与亚油酸(多不饱和脂肪酸,洋红色)液滴在水环境中的SRS成像及光谱。通过1660 cm⁻¹与1440 cm⁻¹的强度比值可实现脂质不饱和度的定量分析。

通过完全集成的系统轻松完成实验设置

通过ImageCompass用户界面全面控制实验流程,为专家与初学者提供便捷直观的CRS显微操作体验。

此外,CRS激光控制集成于ImageCompass,仅需数次点击即可从单化学键成像切换至光谱成像或多模态成像。 

在直观的ImageCompass用户界面中点击几下即可获得CRS图像。

轻松浏览大型复杂样品

LAS X Navigator是一款强大工具,可快速实现从逐幅图像搜索到样本全景预览的切换。CRS多位置实验与Navigator的完全集成支持对大样本进行完整拼图扫描,为后续精细研究提供全信息导向的感兴趣区域定位。

全脑切片大样本自动化成像:采用高分辨率拼图扫描技术获取小鼠全脑切片图像。对比高脂饮食与常规饮食小鼠的皮层区域,揭示高脂饮食组出现病理性脂质富集动脉斑块(常规饮食组未见该现象)。样本由德国莱比锡大学的Judith Leyh与Ingo Bechmann教授提供。
全脑切片大样本自动化成像:采用高分辨率拼图扫描技术获取小鼠全脑切片图像。对比高脂饮食与常规饮食小鼠的皮层区域,揭示高脂饮食组出现病理性脂质富集动脉斑块(常规饮食组未见该现象)。样本由德国莱比锡大学的Judith Leyh与Ingo Bechmann教授提供。

来自高光谱或比率测量成像的可量化信息

受拉曼光谱学方法启发,CRS支持比率法与光谱成像,提供样本化学成分的可重复量化数据。这些基础量化工具已集成于LAS X软件。

受激拉曼散射(SRS)光谱成像揭示脑结构的化学成分差异。左图:SRS图像显示健康的脂质富集白质结构(上图)与淀粉样蛋白-β斑块周围的病理性脂质沉积(下图左)。右图:SRS光谱分析表明,病理性沉积物富含膜脂(鞘磷脂、磷脂酰胆碱),而白质区域则以胆固醇为主。
受激拉曼散射(SRS)光谱成像揭示脑结构的化学成分差异。左图:SRS图像显示健康的脂质富集白质结构(上图)与淀粉样蛋白-β斑块周围的病理性脂质沉积(下图左)。右图:SRS光谱分析表明,病理性沉积物富含膜脂(鞘磷脂、磷脂酰胆碱),而白质区域则以胆固醇为主。
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