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课堂 | 纳米leica显微镜STED的前世与今生

所属分类:显微镜百科 点击次数:655 发布日期:2022-07-01

大家好,这里是老上光显微镜知识课堂,在这里你可以学到所有关于显微镜知识,好的,请看下面文章: 图1. 传统光学显微镜的分辨率公式及阿贝极限,当两个物体之间的间距小于200nm (a)即无法分辨 图2. 共聚焦、超高分辨率与STED纳米显微镜的成像对比   1994年,德国马普研究所Stefan W. Hellf教授等提出的受激发射损耗显微镜(Stimulated emission of depletion microscopy, STED)是个突破200nm“阿贝极限”(图1)的纯光学纳米显微技术。借助STED,科学家不再必须使用电子显微镜等操作十分繁琐的方法才能观察200nm以下微观结构,能够像使用普通显微镜一样进行多色荧光成像(图2),从而大大丰富了科研工作者的研究对象(图3)。 图3. 200nm阿贝极限与生物体中的各种结构尺寸 凭借STED技术的发明,Stefan W. Hell教授获得了2006年度德国“未来奖”这一科学荣誉,2008年,《Nature》杂志将包括STED在内的超高分辨率显微技术评为年度技术,2014年,因发明STED等超高分辨率技术而荣获诺贝尔化学奖(图4)。 图4. 2014年诺贝尔化学奖获得者,中间为Stefan W. Hell教授 STED原理 使用精心设计的面包圈激光构造出小于衍射极限的荧光发射:一束聚焦的激发光与另一束中空环形的损耗光重合,利用环形焦斑使激发态上的荧光分子发生受激发射过程,剥夺面包圈部分的荧光发射能力,将荧光信号范围局限在中心很小的区域,从而改写了分辨率公式,提高光学分辨率(视频1,2)。   STED优势 STED技术具有很多优势,包括纳米级分辨率、多色观察、快速扫描、活细胞成像、厚组织标本3D重建、共定位分析等,是现代生物学和医学研究的理想工具。 STED技术是以纯光学方法提高图像分辨率,并实时成像,进行定位研究时不需要经过后期计算机软件对大量图片进行处理,原始数据就是图像。对于活细胞或活组织成像具有较高的扫描速率,可以完成生理学相关实验。此外多种荧光染料结合使用,可同时观察多个荧光信号,实现的共定位分析。   STED主要应用 研究蛋白质定位及功能 研究细胞器的活动和功能 厚组织标本的成像 细胞外小泡(EVs)的研究 核酸分子成像 …… STED成像时需要注意的问题 需要了解与使用的荧光标记分子的波长相匹配的 STED 损耗波长 对标本染色的要求一般高于激光共聚焦显微镜 徕卡STED超高分辨及纳米显微镜 作为超高分辨率成像领域的技术领航者,徕卡早在2004年就推出了全球款超高分辨率4 Pi显微镜。2007年,Leica Microsystems前瞻性地开始对STED技术进行商业化生产,并在此基础上不断推陈出新,突破极限(图5)。 图5. 徕卡STED荣获2014年R&D 100大奖和《The Scientist》2014年十大创新奖 图6. Leica超高分辨显微技术不断创新的14年     网站网友点击量更高的文献目录排行榜: 点此链接 关注页面底部公众号,开通以下权限: 一、获得问题咨询权限。 二、获得工程师维修技术指导。 三、获得软件工程师在线指导 toupview,imageview,OLD-SG等软件技术支持。 四、请使用微信扫描首页底部官方账号!

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