Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Hızlı ve yüksek çözünürlüklü izin gelişmiş bir mikroskop düşsel hem, izole plazma zarı ve çevredeki hücre içi hacim sunulacak. Yüksek edinme hesaplı en fazla 3,5 canlı görüntüleme deneyler bir kurulum disk ve toplam iç yansıma floresans mikroskobu iplik entegrasyon sağlar görüntü yığını başına s.
Yaşam hücrelerinde adezyon oluşumunu gibi plazma zarı ve hücre iç kapsamlı yapısal değişiklikler gerektirir. Bu son derece dinamik olaylar görselleştirmek için canlı örnekleri hızlı görüntüleme sağlar iki tamamlayıcı ışık mikroskobu teknikleri kombine edilmiştir: hızlı ve yüksek çözünürlüklü ses kayıt ve toplam iç yansıma için disk mikroskobu (SD) iplik Floresan (TIRF) Mikroskopi için kesin yerelleştirme ve plazma zarı görselleştirme. Kapsamlı ve eksiksiz görüntüleme protokolü için numune hazırlama, mikroskop kalibrasyon, görüntü oluşumu ve satın alma rehberlik, çok renkli SD-TIRF canlı görüntüleme serisi yüksek spatio-zamansal çözünürlük ile sonuçlanan gösterilecek. Yani kayıt ve bireysel kanalları bileşimini, çok boyutlu canlı görüntüleme veri oluşturmak için tüm gerekli görüntü işleme adımları kendi yazılı bir makroda açık kaynak yazılımı ImageJ sağlanır. Başlatma sırasında floresan proteinlerin görüntüleme ve yapışma kompleksleri olgunlaşma yanı sıra aktin hücre iskeleti ağ oluşumu prensip bir kanıtı olarak bu yeni yaklaşımın için kullanıldı. Yüksek çözünürlükte 3D mikroskobu ve TIRF ile birlikte sağlanan bu karmaşık süreçler hücresel ortamı içinde ve aynı zamanda yüksek algılanan membran ilişkili moleküllerin kesin yerelleştirme ayrıntılı bir açıklaması sinyal arka plan oranı.
Bizim gün içinde sabit yüksek/super kararlılık düşsel ve yaşam numune sağlayan ışık mikroskobu teknikleri hızla gelişiyor. Süper çözümleme teknikleri gibi uyarılmış emisyonu yapısal azalması (STED), ışık mikroskobu (SIM) ve fotoğraf-harekete geçirmek yerelleştirme mikroskobu (PALM) veya doğrudan Stokastik optik imar mikroskobu (fırtına), sırasıyla, vardır piyasada bulunan ve görüntüleme ayrıntıları neredeyse moleküler ölçek1,2,3,4,5,6' da gösterilen hücre altı yapıları etkinleştirin. Ancak, bu yaklaşımların hala geniş hacimli birden çok çerçevelemek-de ikinci Alım hızı ile görüntülenmeyecektir gereken canlı görüntüleme deneyler için uygulanabilirliği sınırlıdır. Plazma zarı ile Örneğin endo - düzenlenmiş Son derece dinamik süreçler çeşitleri / ekzositozu, adezyon, geçiş veya sinyal, ortaya büyük hücresel birimleri içinde yüksek hız ile. Son zamanlarda, bu boşluğu doldurmak için bir tümleşik mikroskobu tekniği önerilen denilen dönen disk-TIRF (SD-TIRF)7oldu. Özellikle yalıtmak ve plazma zarı8,9yerelleştirilmesine, iken SD mikroskobu en hassas ve hızlı görüntüleme teknikleri görselleştirme ve takibi için yaşamak için izin verir ayrıntılı olarak TIRF mikroskobu hücre altı organelleri sitoplazma10,11. Her iki görüntüleme teknikleri içinde a tek tertibat birleşimi zaten son12,13' te fark, ancak, burada sunulan (Şekil 1) mikroskop nihayet canlı görüntüleme SD-TIRF deneyleri gerçekleştirmek için ölçütleri karşılayan 3 çerçevelemek-de ikinci hız, söz konusu süreçleri. Bu mikroskop ticari olarak mevcut olduğundan, bu yazının amacı detaylı olarak tarif ve açık kaynak araçlar ve protokoller için resim alma, kayıt ve SD-TIRF mikroskobu ile ilişkili görselleştirme sağlar olduğunu.
Kurulum iki tarama birimlerine bağımsız bağlantı noktaları üzerinden bağlı bir ters mikroskobu dayanmaktadır - sol bağlantı noktası SD birim ve tarayıcı ünitesini geri bağlantı noktasına TIRF ve fotoğraf-harekete geçirmek /-beyazlatma için bağlı olduğu deneyler. 6 lazerler (405/445/488/515/561/640 nm) uyarma için kullanılabilir. Uyarma ve algılama floresans sinyalinin ya 100 x / NA1.45 yağ veya 60 x / NA1.49 petrol TIRF amaç, sırasıyla, istihdam. Verilmiş ışık bölünmüş bir Dikroik ayna tarafından (561 nm uzun-pass veya 514 nm uzun taramalı) ve çeşitli bant geçiren filtre tarafından filtre (55 nm geniş 525 merkezli nm, 54 609 merkezli nm geniş nm için yeşil ve kırmızı floresans, sırasıyla) iki EM-CCD cam önünde yer devirlerde. Lütfen kurulumu hakkında daha fazla teknik bilgi Zobiak vd. listelenen Not 7. TIRF yapılandırmada, SD birim içinde ışık yolu yaklaşık 0,5 dışına taşınır s böylece aynı iki fotoğraf makinesi-ebilmek var olmak kullanılmış için algılama, 1 karşılaştırıldığında iki görüntüleme yöntemleri arasında daha hızlı geçiş izin geçmişte bildirildi s13 < /C2 >. Bu özellik, Çift kanal aynı anda satın alma sağlar, böylece SD-TIRF, daha önce eşsiz hız Imaging 4 kanalları ve doğruluk gerçekleştirilebilir. Ayrıca, SD ve TIRF görüntüleri arasında uyum gereksizdir. Resim hizalaması iki kamera arasında ancak, deneme başlamadan önce kontrol edilmesi ve gerekirse düzeltilmiş var. Aşağıdaki protokolünde bir kayıt düzeltme rutin bir kendi kendini yazılı ImageJ makrosunda uygulanmıştır. Ayrıca, makro ağırlıklı olarak SD - ve onların farklı dimensionality rağmen TIRF veri kümeleri bir eş zamanlı görselleştirme izin vermek için tasarlanmıştır. Satın alma yazılım bu özellikler sağlamadı.
1. hücre hazırlanması
2. canlı görüntüleme
3. görüntü sonrası işleme ImageJ içinde
Bir tahlil geliştirilmiştir SD-TIRF görüntüleme, potansiyelini göstermek için matris hücre adezyon kompleksleri ve sitoiskeleti onların etkileşim sırasında hücre adezyon spatio-temporal organizasyonu ortaya çıkarmak. Bu nedenle, yapışık HeLa ya da, alternatif olarak, NIH3T3 hücreleri RFP-Lifeact ile YFP-Vinculin 18-24 h için transfected trypsinized ve fibronektin kaplı cam alt yemekleri tohumlari. Bu hücre satırları kendi belirgin sitoiskeleti ve daha yüksek sağl...
Bu yazıda SD ve TIRF mikroskobu canlı hücre görüntüleme deneyler, yani yüksek edinme oranları 3 farklı aşamada dakikada 2 SD-TIRF görüntü yığınları gibi gerçekleştirmek için uygun bir yapılandırmadaki ilk başarılı uygulanması sunuldu Toplam 168 kare (yaklaşık 3 kare / saniye), karşılık gelen pozisyonlar, satın alınan. Vardı birkaç SD-TIRF mikroskoplar, daha önce12,13, ağırlıklı olarak hangi hücresel süreçler 3D ...
Yazarlar ifşa gerek yok.
Biz büyük ölçüde bilimsel topluluk, Üniversitesi Tıp Merkezi Hamburg-bize örnek değerlendirme için destek için Eppendorf teşekkür ederim. Yani, biz Sabine Windhorst NIH3T3 hücrelerin, Andrea Mordhorst YFP-Vinculin için ve Maren Rudolph RFP Lifeact için teşekkür ederim.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Microscope and accessories | |||
SD-TIRF microscope | Visitron Systems | ||
Ti with perfect focus system | Nikon | Inverted microscope stand | |
CSU-W1 T2 | Yokogawa | Spinning disk unit in dual-camera configuration | |
iLAS2 | Roper Scientific | TIRF/FRAP scanner | |
Evolve | Photometrix | EM-CCD cameras | |
PiezoZ stage | Ludl Electronic Products | Motorized Z stage | |
Bioprecision2 XY stage | Ludl Electronic Products | Motorized XY stage | |
Stage top incubation chamber | Okolab | Bold Line | Temperature, CO2 and humidity supply |
Cell culture | |||
HeLa cervical cancer cells | DSMZ | ACC-57 | |
NIH3T3 fibroblasts | DSMZ | ACC-59 | |
Dulbecco's phosphate buffered saline (PBS) | Gibco | 14190144 | |
Trypsin-EDTA 0.05% | Gibco | 25300054 | |
Dulbecco's Modified Eagle Medium + GlutaMAX-I (DMEM) | Gibco | 31966-021 | |
OptiMEM | Gibco | 31985070 | Reduced serum medium |
Fetal calf serum (FCS) | Gibco | 10500064 | |
Penicillin/Streptomycin (PenStrep) | Gibco | 15140148 | |
Full growth medium (DMEM supplemented with 10% FCS and 1% PenStrep) | |||
TurboFect | ThermoFisher Scientific | R0531 | Transfection reagent |
Ascorbic acid (AA) | Sigma | A544-25G | |
6-well cell culture plate | Sarstedt | 83.392 | |
Glass bottom dishes | MatTek | P35G-1.5-10-C | 35mm, 0.17mm glass coverslip |
Fibronectin, bovine plasma | ThermoFisher Scientific | 33010018 | |
Neubauer improved chamber | VWR | 631-0696 | |
TetraSpeck beads | ThermoFisher Scientific | T7279 | |
Plasmids | |||
RFP-Lifeact | Maren Rudolph, Institute of Medical Microbiology, University Medical Center Hamburg Eppendorf, Germany | ||
YFP-Vinculin | Andrea Mordhorst, Institute of Medical Microbiology, University Medical Center Hamburg Eppendorf, Germany | ||
Software and plugins | |||
VisiView | Visitron Systems | Version 3 | |
ImageJ | Version 1.52c | ||
Turboreg plugin | http://bigwww.epfl.ch/thevenaz/turboreg/ | ||
Macro "SD-TIRF_helper_JoVE.ijm" | this publication | https://github.com/bzobiak/ImageJ | |
Volocity | PerkinElmer | Version 6.2.2 |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır