Method Article

مكون إضافي مفتوح المصدر Micro-Manager للتصوير المباشر لثنائيات الأقطاب الفلورية

DOI:

10.3791/67755

⸱

March 14th, 2025

 ,  ,  ,  ,  , 
1College of Engineering, Eastern Institute of Technology, 2Department of Biomedical Engineering, College of Future Technology, Peking University, 3National Biomedical Imaging Center, Peking University, 4Zhejiang Provincial Engineering Research Center for Organelles Diagnostics and Therapy

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

قمنا بتطوير مكون إضافي مفتوح المصدر Micro-Manager ، والذي يتيح المراقبة الحية لثنائيات الأقطاب الفلورية على مجهر إضاءة منظم. يدعم المكون الإضافي مراقبة كل من الاتجاه ثنائي القطب ثنائي الأبعاد وثلاثي الأبعاد.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يمكن للفحص المجهري للاستقطاب الفلوري (FPM) تصوير موضع الفلوروفورات واتجاهها ثنائي القطب. على الرغم من إنجازات الفحص المجهري للاستقطاب الفلوري فائق الدقة ، إلا أن اعتمادها على ما بعد الاستحواذ يعيق المراقبة في الوقت الفعلي. يوفر الفحص المجهري للإضاءة الهيكلية المستقطبة (pSIM) تصويرا فائق الدقة لثنائيات الأقطاب الفلورية بسرعة تصوير عالية وهو مناسب تماما لتطبيقات الخلايا الحية. قمنا بتطوير تطبيق مفتوح المصدر لإعادة بناء صور الاستقطاب في الوقت الفعلي وعرض ثنائيات الأقطاب الفلورية. بالإضافة إلى ذلك ، قمنا بتوسيع الطريقة لتحقيق رسم خرائط الاتجاه ثلاثي الأبعاد (3DOM) ، مما أدى إلى توسيع فائدته للدراسات البيولوجية المعقدة. علاوة على ذلك ، قدمنا مقدمة شاملة لتوسيع مجهر SIM الحالي على التصوير الاستقطاب وقدمنا دليل تكوين مفصل ل Micro-Manager 2.0 للتحكم في المجهر ، مما يتيح معاينة التصوير المستقطب في الوقت الفعلي. بالإضافة إلى ذلك ، قدمنا رمز MATLAB لإعادة البناء الكامل بما في ذلك كل من pSIM و 3DOM. يهدف هذا الدليل الشامل إلى مساعدة المبتدئين في إتقان العمليات بسرعة والبدء فيها بسهولة.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ظهر الفحص المجهري للاستقطاب الفلوري (FPM) كتقنية قوية للتصوير في وقت واحد لكل من موضع الفلوروفورات واتجاهها ثنائي القطب ، مما يوفر رؤى عميقة في التصوير البيولوجي1،2. من خلال تسهيل مراقبة اتجاه اتجاهات الجزيئات الحيوية ، يكشف FPM النقاب عن الترتيب المعقد للجزيئات الكبيرة مثل الأكتين3،4،5 ، والأنابيب الدقيقة5 ، والسبتين6 ، وخيوط الحمض النووي 7-9 ، ومركب المسام النووية10

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. توسيع مجهر الإضاءة الهيكلي الحالي لتصوير الاستقطاب

  1. قم بإعداد مجهر SIM.
    ملاحظة: نفترض أن القراء لديهم أساس معين في إعداد المجهر ويمتلكون بالفعل مجهر ضوئي منظم. إذا كنت تفتقر إلى الخبرة ذات الصلة ، فراجع هذه الورقة ، التي توفر وصفا تفصيليا لكيفية بناء مجهر SIM16. يمكن استبدال وحدة التحكم في الاستقطاب ل "HWP + WQP + LCVR" بلوحة موجة دوامة بيتزافي pSIM 5 أو لوحة نصف موجة بيتزا17.
  2. قم بقياس نسب انقراض الاستقطاب لثلاثة اتجاهات شريطية عن طريق تحميل أنماط مختلفة على معدل الضوء المكاني (SLM). ضع المستقطب وقم بتدويره مباشرة بعد ال....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يمكن تنفيذ طريقة pSIM على مجاهر SIM بناء على التداخل باستخدام أشعة الليزر المستقطبة s. تداخل الاستقطاب s هو النوع الأكثر استخداما من بطاقة SIM ويولد خطوط إضاءة عالية التباين. يتم تضمين النموذج الأولي الأكاديمي لإعداد المجهر في العمل الأصلي ل pSIM5. تم تقديمه بإيجاز في الشكل 1 ، وهو معدل الضوء المكاني (SLM) يولد الترتيب ±1 من الحزم الحيورية وتحافظ لوحة نصف موجة البيتزا على الاستقطاب s لثلاثة اتجاهات. في حين أن بدائل SIM الأخرى قد تستخدم.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

في دراستنا ، قمنا بتطوير مكون إضافي يسمح بالمعاينة في الوقت الفعلي لتقنيتين لتصوير الاستقطاب ، pSIM و 3DOM. يمكن تنفيذ كلتا التقنيتين في نظام SIM موجود مع تعديل طفيف. لقد قدمنا الخطوات التفصيلية لتثبيت مجهر pSIM و 3DOM وإعداد Micro-Manager للتحكم في المجهر وتوضيح كيفية الحصول على نتائج الاستقطاب في العرض المباشر. تشمل النتائج التجريبية خيوط الأكتين التي تم تصويرها بواسطة pSIM و λ-DNA المصورة بواسطة 3DOM. يكون اتجاه ثنائيات أقطاب الفالودين موازيا تقريبا لاتجاه خيوط الأكتين ، في حين أن اتج.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يعلن أصحاب البلاغ عدم وجود تضارب في المصالح.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم دعم هذا العمل من قبل البرنامج الوطني للبحث والتطوير الرئيسي في الصين (2022YFC3401100).

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
100 نانومتر حبات الفلورسنتInvitrogenF8801
4٪ محلول الفورمالديهايدInvitrogenR37814
الكاميراTucsenDhyana 400BSI V3https://www.tucsen.com/download-software/
المواد الأساسية لأطقم الأسنان (النوع الأول نوع الإعداد الحراري ، سائل)سنشري للأسنانN / A
Dulbecco s النسر المعدل s متوسطGibcoC11995500BT
Eclipse TE2000 مجهر مقلوبنيكونTE2000 E
مصل الأبقار الجنينيGibco10099141C
MATLAB R2019bMathWorksالإصدار R2019bhttps://ww2.mathworks.cn/downloads/
MetroCon V4.0Kopinالإصدار 4.0برنامج معدل الضوء
المكانيمايكرو مدير 2.0& و مو anagerالإصدار 2.0تحميل Micro-Manager أحدث إصدار
MS-2000 XYZ المرحلة الآليةالعلمية التطبيقيةMIM3https://www.asiimaging.com/support/downloads/usb-support-on-ms-2000-wk-controllers/
myDAQNational Instruments781325-01تنزيلات البرامج وبرامج التشغيل - NI
OBIS 561 نانومتر LS 20 ميجاوات ليزرمتماسك1325777
Phalloidin-AF568InvitrogenA12380
محلول ملحي مخزن بالفوسفاتCorning21-040-CV
بولي ميثيل ميثاكريليتSolarbioM9810
ProLong DiamondInvitrogenP36980
معدل الضوء المكانيKopinSXGA-12
SYTOX صبغة الحمضالنووي البرتقاليInvitrogenS11368
Triton X-100InvitrogenHFH10
TrypsinGibco25200056
&lambda ؛ -DNAInvitrogenS11368
نيو الأجهزة

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Zhanghao, K., Gao, J., Jin, D., Zhang, X., Xi, P. Super-resolution fluorescence polarization microscopy. J Innov Opt Health Sci. 11 (01), 1730002(2018).
  2. Alonso, M. A., Brasselet, S. Polarization microscopy: from ensemble structural imaging....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Fluorescence Polarization MicroscopyPolarized Structured IlluminationSuper Resolution ImagingFluorescent DipolesLive Cell ImagingMicro Manager PluginReal Time Reconstruction3D Orientation MappingPolarization ImagingMATLAB Reconstruction Code
Video Coming Soon

Related Articles