Name: three-dimensional super resolution microscopy of f-actin filaments by interferometric photoactivated localization microscopy (ipalm)
Uploaded: 2016-12-01T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Three-dimensional Super Resolution Microscopy of F-actin Filaments by Interferometric PhotoActivated Localization Microscopy iPALM at JoVE.com

YW und PK dankbar finanzielle Unterstützung von der Singapore National Research Foundation, vergeben PK (NRF-NRFF-2011-04 und NRF2012NRF-CRP001-084) bestätigen. Wir danken auch den MBI offenen Labor und Mikroskopie Kerneinrichtungen für Infrastrukturunterstützung.

1. Imaging Probenvorbereitung <ol><li> Da die Signale Hintergrund - Fluoreszenz mit der Fluoreszenz von Fluorophor Etiketten stören, reinigen Sie die Deckgläser indem sie zunächst in de-ionisiertem Wasser (ddH 2 O) Spülen und dann an der Luft trocknen sie mit Druckluft. Anschließend Plasmaätzen in einem Plasma-Reiniger für 15 sec oder länger, falls erforderlich, durchzuführen. </li><li> Um Driftkorrektur und iPalm Kalibrierung zu aktivieren, verwenden # 1.5 Runde (22 mm Durchmesser) vorgereinigte D...

<ol>
	<li>Kanchanawong, P., Waterman, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Localization-based+super-resolution+imaging+of+cellular+structures.">Localization-based super-resolution imaging of cellular structures.</a> Methods Mol Biol. 1046, 59-84 (2013).</li><li>Bertocchi, C., Goh, W. I., Zhang, Z., Kanchanawong, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoscale+imaging+by+super+resolution+fluorescence+microscopy+and+its+emerging+applications+in+biomedical+research.">Nanoscale imaging by super resolution fluorescence microscopy and its emerging applications in biomedical research.</a> Crit Rev Biomed Eng. 41, 281-308 (2013).</li><li>Kanchanawong, P., Waterman, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+light-based+imaging+of+three-dimensional+cellular+ultrastructure.">Advances in light-based imaging of three-dimensional cellular ultrastructure.</a> Curr Opin Cell Biol. 24, 125-133 (2012).</li><li>Betzig, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+intracellular+fluorescent+proteins+at+nanometer+resolution.">Imaging intracellular fluorescent proteins at nanometer resolution.</a> Science. 313, 1642-1645 (2006).</li><li>Hess, S. T., Girirajan, T. P., Mason, M. 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J., Bates, M., Zhuang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sub-diffraction-limit+imaging+by+stochastic+optical+reconstruction+microscopy+(STORM).">Sub-diffraction-limit imaging by stochastic optical reconstruction microscopy (STORM).</a> Nat Methods. 3, 793-795 (2006).</li><li>Heilemann, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Subdiffraction-resolution+fluorescence+imaging+with+conventional+fluorescent+probes.">Subdiffraction-resolution fluorescence imaging with conventional fluorescent probes.</a> Angew Chem Int Edit. 47, 6172-6176 (2008).</li><li>Sharonov, A., Hochstrasser, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wide-field+subdiffraction+imaging+by+accumulated+binding+of+diffusing+probes.">Wide-field subdiffraction imaging by accumulated binding of diffusing probes.</a> P Natl Acad Sci USA. 103, 18911-18916 (2006).</li><li>F&#246;lling, J., Bossi, M., Bock, H., Medda, R., Wurm, C. A., Hein, B., Jakobs, S., Eggeling, C., Hell, S. 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D., Pelletier, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Subdiffraction+imaging+of+centrosomes+reveals+higher-order+organizational+features+of+pericentriolar+material.">Subdiffraction imaging of centrosomes reveals higher-order organizational features of pericentriolar material.</a> Nat Cell Biol. 14, 1148-1158 (2012).</li><li>Mennella, V., Agard, D. A., Huang, B., Pelletier, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amorphous+no+more:+subdiffraction+view+of+the+pericentriolar+material+architecture.">Amorphous no more: subdiffraction view of the pericentriolar material architecture.</a> Trends Cell Biol. 24, 188-197 (2014).</li><li>Mennella, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Subdiffraction-resolution+fluorescence+microscopy+reveals+a+domain+of+the+centrosome+critical+for+pericentriolar+material+organization.">Subdiffraction-resolution fluorescence microscopy reveals a domain of the centrosome critical for pericentriolar material organization.</a> Nat Cell Biology. 14, 1159-1168 (2012).</li><li>Fletcher, D. A., Mullins, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+mechanics+and+the+cytoskeleton.">Cell mechanics and the cytoskeleton.</a> Nature. 463, 485-492 (2010).</li><li>Salbreux, G., Charras, G., Paluch, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Actin+cortex+mechanics+and+cellular+morphogenesis.">Actin cortex mechanics and cellular morphogenesis.</a> Trends Cell Biol. 22, 536-545 (2012).</li><li>Shtengel, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+cellular+ultrastructure+by+PALM,+iPALM,+and+correlative+iPALM-EM.">Imaging cellular ultrastructure by PALM, iPALM, and correlative iPALM-EM.</a> Method Cell Biol. 123, 273-294 (2014).</li><li>Juette, M. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+sub-100+nm+resolution+fluorescence+microscopy+of+thick+samples.">Three-dimensional sub-100 nm resolution fluorescence microscopy of thick samples.</a> Nat Methods. 5, 527-529 (2008).</li><li>Lippincott-Schwartz, J., Patterson, G. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photoactivatable+fluorescent+proteins+for+diffraction-limited+and+super-resolution+imaging.">Photoactivatable fluorescent proteins for diffraction-limited and super-resolution imaging.</a> Trends Cell Biol. 19, 555-565 (2009).</li><li>Shannon, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Communication+in+the+presence+of+noise.">Communication in the presence of noise.</a> Proc. IRE. 37, 10-21 (1949).</li><li>Good, N. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrogen+ion+buffers+for+biological+research.">Hydrogen ion buffers for biological research.</a> Biochemistry. 5, 467-477 (1966).</li><li>Aitken, C. E., Marshall, R. A., Puglisi, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+oxygen+scavenging+system+for+improvement+of+dye+stability+in+single-molecule+fluorescence+experiments.">An oxygen scavenging system for improvement of dye stability in single-molecule fluorescence experiments.</a> Biophys J. 94, 1826-1835 (2008).</li><li>Shin, W. D., Goldman, R. D., Swedlow, J. R., Spector, D. 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C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lattice+light-sheet+microscopy:+imaging+molecules+to+embryos+at+high+spatiotemporal+resolution.">Lattice light-sheet microscopy: imaging molecules to embryos at high spatiotemporal resolution.</a> Science. 346, (2014).</li><li>Brown, T. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Super+resolution+fluorescence+imaging+of+mitochondrial+nucleoids+reveals+their+spatial+range,+limits,+and+membrane+interaction.">Super resolution fluorescence imaging of mitochondrial nucleoids reveals their spatial range, limits, and membrane interaction.</a> Mol Cell Biol. 31, 4994-5010 (2011).</li><li>Huang, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Video-rate+nanoscopy+using+sCMOS+camera-specific+single-molecule+localization+algorithms.">Video-rate nanoscopy using sCMOS camera-specific single-molecule localization algorithms.</a> Nat Methods. 10, 653-658 (2013).</li><li>Daostorm, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DAOSTORM:+an+algorithm+for+high-density+super-resolution+microscopy.">DAOSTORM: an algorithm for high-density super-resolution microscopy.</a> Nat methods. 8, 279 (2011).</li><li>Zhu, L., Zhang, W., Elnatan, D., Huang, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Faster+STORM+using+compressed+sensing.">Faster STORM using compressed sensing.</a> Nat Methods. 9, 721-723 (2012).</li><li>Van Engelenburg, S. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distribution+of+ESCRT+machinery+at+HIV+assembly+sites+reveals+virus+scaffolding+of+ESCRT+subunits.">Distribution of ESCRT machinery at HIV assembly sites reveals virus scaffolding of ESCRT subunits.</a> Science. 343, 653-656 (2014).</li><li>Vaughan, J. C., Jia, S., Zhuang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrabright+photoactivatable+fluorophores+created+by+reductive+caging.">Ultrabright photoactivatable fluorophores created by reductive caging.</a> Nat Methods. 9, 1181-1184 (2012).</li></ol>

Das optische System iPalm basiert auf einem 4-π dual-Gegensatz Ziel - Design, wie in 1A gezeigt. Die Einrichtung ist mit konstruiert sowohl individuell bearbeitet und kommerzielle opto-mechanische Teile, wie bereits 23 beschrieben und in Tabelle 1 aufgelistet. Zusätzlich zu unserer Einrichtung beherbergt das Howard Hughes Medical Institute (HHMI) ein System, das für die wissenschaftliche Gemeinschaft an der Advanced Imaging Center an der Janelia Research C...

Die Visualisierung von komplexen zellulären Strukturen ist seit langem ein integraler Bestandteil biologische Einsichten und Entdeckungen. Obwohl die Fluoreszenzmikroskopie können Bildzellen mit hohem Molekular Spezifität, dessen Auflösungsvermögen durch Beugung auf ~ 200 nm in der Bildebene begrenzt ist (x, y, oder laterale Dimension) und&gt; 500 nm entlang der optischen Achse (z, oder axiale Abmessung) 1,2. Daher hat die Beobachtung der ultrastrukturellen Merkmale historisch worden Elektronenmikroskopie (EM) begrenzt. Glücklicherweise hat die jüngste Entwicklung der Super Resolution Mikroskopie , diese Grenze zu umgehen, räumliche Auflösung im 10 ermöglicht - Bereich 100 nm 1-6. Insbesondere Ansätze Superauflösung auf Einzelmoleküllokalisierung anhand von Akronymen wie PALM (photoaktivierte Lokalisationsmikroskopie) 4 bekannt, FPALM (Fluorescence photoaktivierte Lokalisationsmikroskopie) 5 (d) STORM (direkte Stochastische Optische Rekonstruktionsmikroskopie) 6,7, PAINT ( Point Accumulation for Imaging Nanoskalige Topographie) 8, GSDIM (Grundzustand Depletion - Mikroskopie , gefolgt von einzelnen Molekülrück) 9 oder SMACM (Einzelmolekül - Aktiv-Control - Mikroskopie) 10, sowie deren 3-dimensionale (3D) Implementierungen, wie interferometrischen PALM (iPalm) 11 oder 3D-STORM 12, haben neuronale Axone in enthüllt neue Einblicke in die nanoskaligen Organisation zahlreicher biologischer Strukturen, einschließlich wertvoll und Synapsen 13, Fokaladhäsionen 14,15, Zell-Zell - Verbindungen 16, Kernporen 17 und Zentrosomen 18-20, um nur einige zu nennen. Ein weiteres Merkmal ultra in Zellen, für die Super Resolution Mikroskopie potentiell nützlich ist, ist das Aktin-Zytoskelett. Der Komplex meshwork filamentöser (f) -Actin in der Zelle cortex spielt eine wesentliche Rolle bei der Kontrolle der Zellform und der mechanischen Eigenschaften 21. Die Organisation of F-Aktin ist aktiv und dynamisch wenn zahlreiche regulatorische Proteine reguliert , die stark beeinflussen Polymerisation, Vernetzung, Umsatz, Stabilität und Netzwerktopologie 22. Doch obwohl die Charakterisierung der f-Actin meshwork Architektur ist wichtig für die mechanistische Einblicke in ein breites Spektrum von zellulären Prozessen, die geringe Größe (~ 8 nm) der f-Aktin-Filamente ihre Beobachtung behindert durch konventionelle beugungsbegrenzte Lichtmikroskopie; Somit hat die Visualisierung von Aktin Feinstruktur bisher durch EM ausschließlich durchgeführt. Hier beschreiben wir Protokolle zur Visualisierung des f-Aktin - Zytoskelett in adhärenten Säugetierzellen unter Verwendung der iPalm Super Resolution Mikroskopie - Technik den Vorteil der sehr hohen Präzision Fähigkeit zu nehmen in 3D 11,23. Obwohl die iPalm Instrument hoch spezialisiert ist, Instruktion über die Einrichtung eines solchen Instruments wurde vor kurzem 23 beschrieben, während der Zugang zu dem iPalm Mikroskop vom Ho gehostetStation Hughes Medical Institute hat sich auch für die Forschungsgemeinschaft mit minimalen Kosten zur Verfügung gestellt. Darüber hinaus sind die Probenvorbereitung hier beschriebenen Verfahren unmittelbar auf alternative 3D Super Resolution Ansätze, wie solche auf Basis von astigmatischen Defokussierung des Punktverteilungsfunktion (PSF) 12 oder bi-Ebenenerkennung 24, die im weiteren Sinne zur Verfügung stehen. Wir stellen fest , dass ein notwendiger Bestandteil für Einzelmoleküllokalisierung-basierten Super Resolution Mikroskopie im Allgemeinen ist die photoschaltbare Fluorophore 25, die die drei kritischen Anforderungen für Einzelmoleküllokalisierung-basierten Super Resolution Mikroskopie erfüllt werden können: i) hohe Einzelmolekül Helligkeit und Kontrast in Bezug auf Hintergrundsignale; ii) spärliche Verteilung einzelner Moleküle in einem gegebenen Bildrahmen; und iii) eine hohe räumliche Dichte der Markierung ausreichend, um das Profil der darunterliegenden Struktur zu erfassen (auch bekannt als Nyquist-Shannon Sampling - Kriterium) 26. So für zufriedenstellende Ergebnisse sollte der Schwerpunkt gleichermaßen sowohl auf der richtigen Vorbereitung von Proben Fluorophor Photoschaltbarkeit platziert werden, um zu optimieren und die zugrunde liegende Ultrastruktur sowie auf die Instrumentierung und Akquisitions Aspekte der Experimente zu erhalten.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>optical table</td>
			<td>Newport, CA&#160;</td>
			<td>RS4000</td>
			<td>iPALM, installed on 4 Newport Stabilizer vibration isolators&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>vibration isolator for optical table</td>
			<td>Newport, CA&#160;</td>
			<td>S-2000&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>laser-642</td>
			<td>Newport, CA&#160;</td>
			<td>1185055</td>
			<td>output power=100mw</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>laser-561</td>
			<td>Newport, CA&#160;</td>
			<td>1168931</td>
			<td>output power=200mw</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>laser-488</td>
			<td>Newport, CA&#160;</td>
			<td>1137970</td>
			<td>output power=200mw</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>laser-405</td>
			<td>Newport, CA&#160;</td>
			<td>1142279</td>
			<td>output power=100mw</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>broadband dielectric mirrors&#160;</td>
			<td>Thorlabs, NJ</td>
			<td>BB1-E02</td>
			<td>laser combiner</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>dichroic beamsplitter&#160;</td>
			<td>Semrock, NY</td>
			<td>LM01-427-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>acousto-optic tunable filter&#160;</td>
			<td>AA Opto-Electronic, France</td>
			<td>AOTFnC-VIS-TN</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Linear polarizer</td>
			<td>Newport, CA&#160;</td>
			<td>05LP-VIS-B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>baseplate</td>
			<td>local workshop</td>
			<td>customized</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>turning mirror (22.5&#176;)</td>
			<td>Reynard Corpporation, CA</td>
			<td>customized</td>
			<td>22.5&#176; mirror</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>motorized optic mounts&#160;</td>
			<td>New Focus, CA</td>
			<td>8816</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>motorized XYZ translation stage</td>
			<td>Thorlabs, NJ</td>
			<td>MT3/M-Z6</td>
			<td>sample holder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T-Cube DC servo motor controller</td>
			<td>Thorlabs, NJ</td>
			<td>TDC001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Piezo Phase Shifter</td>
			<td>Physik Instrumente, Germany</td>
			<td>S-303.CD</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>objective lens</td>
			<td>Nikon, Japan</td>
			<td>MRD01691</td>
			<td>objective. Apo TIRF 60X/1.49oil</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>translation stage</td>
			<td>New Focus, CA</td>
			<td>9062-COM-M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pico Motor Actuator</td>
			<td>New Focus, CA</td>
			<td>8301</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>rotary Solenoid/Shutter</td>
			<td>DACO Instruments, CT</td>
			<td>5423-458</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-way beam splitter</td>
			<td>Rocky Mountain Instruments, CO</td>
			<td>customized</td>
			<td>beamsplitter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Piezo Z/Tip/Tilt scanner</td>
			<td>Physik Instrumente, Germany</td>
			<td>S-316.10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>motorized five-axis tilt aligner&#160;</td>
			<td>New Focus, CA</td>
			<td>8081</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Picmotor ethernet controller</td>
			<td>New Focus, CA</td>
			<td>8752</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Piezo controllers/amplifier/digital operation module</td>
			<td>Physik Instrumente, Germany</td>
			<td>E-509/E-503/E-517</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>band-pass filter</td>
			<td>Semrock, NY</td>
			<td>FF01-523/20</td>
			<td>filters</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>band-pass filter</td>
			<td>Semrock, NY</td>
			<td>FF01-588/21</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>band-pass filter</td>
			<td>Semrock, NY</td>
			<td>FF01-607/30</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>band-pass filter</td>
			<td>Semrock, NY</td>
			<td>FF01-676/37</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>notch filter</td>
			<td>Semrock, NY</td>
			<td>NF01-405/488/561/635</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>motorized filter wheel with controllter</td>
			<td>Thorlabs, NJ</td>
			<td>FW103H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EMCCD</td>
			<td>Andor, UK&#160;</td>
			<td>DU-897U-CSO-#BV</td>
			<td>3 sets</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Desktop computers for controlling cameras and synchronization</td>
			<td>Dell</td>
			<td>Precision T3500</td>
			<td>PC, 4 sets</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>coverslips with fiducial</td>
			<td>Hestzig, VA</td>
			<td>600-100AuF</td>
			<td>sample preparation. fiducial marks with various density and spectra&#160; available</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>fibronectin&#160;</td>
			<td>Millipore, MT</td>
			<td>FC010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>paraformaldehyde</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences, PA</td>
			<td>15710</td>
			<td>fixation. 16%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>glutaraldehyde&#160;</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences, PA</td>
			<td>16220</td>
			<td>25%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>triton X-100</td>
			<td>Sigma aldrich, MO</td>
			<td>T8787</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HUVEC cells</td>
			<td>Life Technologies, CA</td>
			<td>C-015-10C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medium 200</td>
			<td>Life Technologies, CA</td>
			<td>M-200-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Large Vessel Endothelial Factors</td>
			<td>Life Technologies, CA</td>
			<td>A14608-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#39;s Phosphate Buffered Saline</td>
			<td></td>
			<td>14190367</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pennicillin/Streptomycin</td>
			<td></td>
			<td>15140122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin/EDTA</td>
			<td>Life Technologies, CA</td>
			<td>25200056</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PIPES</td>
			<td>Sigma aldrich, MO</td>
			<td>P1851</td>
			<td>PHEM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEPES</td>
			<td>1st base, Malaysia</td>
			<td>BIO-1825</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EGTA</td>
			<td>Sigma aldrich, MO</td>
			<td>E3889</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MgCl2</td>
			<td>Millipore, MT</td>
			<td>5985</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#160;Alexa Fluor 647 Phalloidin</td>
			<td>Invitrogen, CA</td>
			<td>A22287</td>
			<td>staining</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sodium borohydride (NaBH4)&#160;</td>
			<td>Sigma aldrich, MO</td>
			<td>480886</td>
			<td>quenching</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>glucose</td>
			<td>1st base, Malaysia</td>
			<td>BIO-1101</td>
			<td>imaging buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>glucose oxidase</td>
			<td>Sigma aldrich, MO</td>
			<td>G2133</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>catalase</td>
			<td>Sigma aldrich, MO</td>
			<td>C9322</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cysteamine&#160;</td>
			<td>Sigma aldrich, MO</td>
			<td>30070</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Epoxy</td>
			<td>Thorlabs, NJ</td>
			<td>G14250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>vaseline</td>
			<td>Sigma aldrich, MO</td>
			<td>16415</td>
			<td>sample sealing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>lanolin</td>
			<td>Sigma aldrich, MO</td>
			<td>L7387</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>parafin wax</td>
			<td>Sigma aldrich, MO</td>
			<td>327204</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Immersion oil&#160;</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences, PA</td>
			<td>16915-04</td>
			<td>imaging. Cargille Type HF</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

three-dimensional super resolution microscopy of f-actin filaments by interferometric photoactivated localization microscopy (ipalm)

Die Fluoreszenzmikroskopie ermöglicht die direkte Visualisierung von spezifischen Biomoleküle in Zellen. Jedoch für konventionelle Fluoreszenzmikroskopie, die räumliche Auflösung wird durch Beugung auf ~ 200 nm innerhalb der Bildebene und&gt; 500 nm entlang der optischen Achse beschränkt. Als Ergebnis wurde bei der Beobachtung der ultrastrukturellen Merkmale innerhalb der Zellen Fluoreszenzmikroskopie lang stark eingeschränkt. Die jüngste Entwicklung der Super Resolution Mikroskopie-Methoden hat diese Einschränkung zu überwinden. Insbesondere ermöglicht das Aufkommen von photoschaltbarer Fluorophore Lokalisation-basierten Super Resolution Mikroskopie, die die molekulare Länge Annäherung Skala Auflösungsvermögen zur Verfügung stellt. Hier beschreiben wir die Anwendung eines dreidimensionalen Super Resolution Mikroskopie-Methode basiert auf Einzelmoleküllokalisierungsmikroskopie und mehrphasigen Interferometrie genannt interferometrischen photoaktivierte Lokalisationsmikroskopie (iPalm). Dieses Verfahren liefert nahezu isotrop Auflösung auf demGrößenordnung von 20 nm in allen drei Dimensionen. Protokolle für die filamentöse Aktin-Zytoskelett Visualisierung, einschließlich Probenvorbereitung und den Betrieb des Instruments iPalm, werden hier beschrieben. Diese Protokolle sind auch leicht anpaßbar und lehrreich für die Untersuchung anderer ultrastrukturelle Merkmale in Zellen.

Kritische Anforderungen für iPalm sind die Ausrichtung, Registrierung und Kalibrierung der optischen Systeme. Diese sind notwendig, geeignete Störungen innerhalb der 3-Wege-Strahlteiler erforderlichen, um sicherzustellen, für die Extraktion z-Koordinate. Damit eine kontinuierliche Überwachung, konstante Punktquellen der Fluoreszenz erforderlich. Dies kann unter Verwendung von fluoreszierenden Au erreicht oder Bi-Metall - Nanopartikel 23 , deren Photolumineszenz entstehen a...

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Three-dimensional Super Resolution Microscopy of F-actin Filaments by Interferometric PhotoActivated Localization Microscopy iPALM

Wir präsentieren ein Protokoll für die Anwendung von interferometrischen photoaktivierte Lokalisationsmikroskopie (iPalm), einer 3-dimensionalen Einzelmoleküllokalisierung Super Resolution Mikroskopie-Methode, um die Abbildung des Aktin-Zytoskelett in adhärenten Säugerzellen. Dieser Ansatz ermöglicht es Licht-basierte Visualisierung von Nanostrukturmerkmale, die sonst mit herkömmlichen beugungsbegrenzten optischen Mikroskopie ungelöst bleiben würde.

Dreidimensionale Super Resolution Mikroskopie von F-Aktin durch interferometrische fotoaktivierte Lokalisationsmikroskopie (iPalm)

Fluorescence microscopy enables direct visualization of specific biomolecules within cells. However, for conventional fluorescence microscopy, the spatial ...

Research

JoVE Journal

Biology

Three-dimensional Super Resolution Microscopy of F-actin Filaments by Interferometric PhotoActivated Localization Microscopy (iPALM)

Live Cell Imaging of F-actin Dynamics via Fluorescent Speckle Microscopy (FSM)

Live Cell Imaging of F-actin Dynamics via Fluorescent Speckle Microscopy FSM

Live Cell Imaging von F-Aktin Dynamics über Fluorescent Speckle Microscopy (FSM)

In this protocol we describe the use of Fluorescent Speckle Microscopy (FSM) to capture high-resolution images of actin dynamics in PtK1 cells. A unique ...

Forschung

Biologie

Nano-fEM: Protein Localization Using Photo-activated Localization Microscopy and Electron Microscopy

Nano-FEM: Protein Localization Mit Photo-aktivierten Localization Microscopy and Electron Microscopy

Mapping the distribution of proteins is essential for understanding the function of proteins in a cell. Fluorescence microscopy is extensively used for ...

Test Samples for Optimizing STORM Super-Resolution Microscopy

Testproben zur Optimierung STORM Super Resolution Mikroskopie

STORM is a recently developed super-resolution microscopy technique with up to 10 times better resolution than standard fluorescence microscopy ...

Sample Preparation for Single Virion Atomic Force Microscopy and Super-resolution Fluorescence Imaging

Probenvorbereitung für Single Virion Atomic Force Microscopy und Super-Resolution Fluorescence Imaging

Immobilization of virions to glass surfaces is a critical step in single virion imaging. Here we present a technique&#160;adopted from single molecule ...

Super-resolution Imaging of the Cytokinetic Z Ring in Live Bacteria Using Fast 3D-Structured Illumination Microscopy (f3D-SIM)

Super-resolution Imaging of the Cytokinetic Z Ring in Live Bacteria Using Fast 3D-Structured Illumination Microscopy f3D-SIM

Super-Resolution Imaging der zytokinetischen Z-Ring im Live-Bakterien mit Schnelle 3D-Structured Illumination Microscopy (F3D-SIM)

Imaging of biological samples using fluorescence microscopy has advanced substantially with new technologies to overcome the resolution barrier of the ...

In vivo Clonal Tracking of Hematopoietic Stem and Progenitor Cells Marked by Five Fluorescent Proteins using Confocal and Multiphoton Microscopy

In vivo Clonal Tracking of Hematopoietic Stem and Progenitor Cells Marked by Five Fluorescent Proteins using Confocal and Multiphoton Microscopy

In vivo Klonale Verfolgung von hämatopoetischen Stamm-und Vorläuferzellen durch Fünf Fluoreszierende Proteine ​​mit Hilfe der konfokalen und Multiphotonen Mikroskopie Markierte

We developed and validated a fluorescent marking methodology for clonal tracking of hematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs) with high spatial and ...

In Vivo 4-Dimensional Tracking of Hematopoietic Stem and Progenitor Cells in Adult Mouse Calvarial Bone Marrow

In Vivo 4-Dimensional Tracking of Hematopoietic Stem and Progenitor Cells in Adult Mouse Calvarial Bone Marrow

In-vivo-4-Dimensional-Tracking von hämatopoetischen Stamm-und Vorläuferzellen im erwachsenen Maus Schädeldachknochenmark

Through a delicate balance between quiescence and proliferation, self renewal and production of differentiated progeny, hematopoietic stem cells (HSCs) ...

Open-source Single-particle Analysis for Super-resolution Microscopy with VirusMapper

Open-Source-Einzelpartikelanalyse für Super Resolution Mikroskopie mit VirusMapper

Super-resolution fluorescence microscopy is currently revolutionizing cell biology research. Its capacity to break the resolution limit of around 300 nm ...

Application of High-speed Super-resolution SPEED Microscopy in Live Primary Cilium

Anwendung des High-Speed-Höchstauflösung Geschwindigkeit Mikroskopie in Live primäre Zilie

The primary cilium is a microtubule-based protrusion on the surface of many eukaryotic cells and contains a unique complement of proteins that function ...

Biological Sample Preparation by High-pressure Freezing, Microwave-assisted Contrast Enhancement, and Minimal Resin Embedding for Volume Imaging

Biologische Probenvorbereitung durch Hochdruck gefrieren, Mikrowellen-gestützte Kontrastverstärkung und minimale Harz einbetten für Volume Imaging

The described sample preparation technique is designed to combine the best quality of ultrastructural preservation with the most suitable contrast for the ...