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A microscopia tirf é uma técnica popular, pois remove a fluorescência fora do plano, aumenta o contraste e, portanto, melhora a qualidade da imagem e é menos fototóxica em comparação com outras técnicas de microscopia baseadas em fluorescência. Em comparação com a abordagem tradicional baseada em objetivos, a microscopia baseada em chip oferece excitação tirf sem a produção limitada que geralmente é acompanhada com uma lente TIRF. Uma visão geral da configuração apresentada pode ser encontrada na Figura 1A. Apresentamos imagens de difração limitada, bem como dSTORM de células endotélias sinusoidal hepáticas (LSEC) extraídas de camundongos. Um grande campo de visão da imagem de LSECs com microtubulina rotulada também é apresentado, demonstrando as capacidades de imagens de alta geração. Uma configuração convencional dSTORM usando uma lente TIRF de imersão de óleo (ampliação de 60x ou 100x) normalmente imagens de uma área de 50 μm x 50 μm, que é 100 vezes menor do que a imagem baseada em chip na Figura 2, imagemcom um objetivo de 25x, 0,8 NA.
Neste método, usamos guias de onda Si3N4 multi-moded para excitação. Os chips utilizados consistem em uma camada orientadora gravada em tiras de 150 nm Si3N4 depositada em uma camada oxidada de 2 μm de um chip de silício. Um esquema do chip pode ser encontrado na Figura 1B. As larguras do guia de onda podem variar entre 200 e 1000 μm. Os detalhes da fabricação podem ser encontrados em outra parte8. Através da interferência entre os modos de propagação, a luz da excitação não terá uma distribuição de intensidade homogênea, mas sim um padrão espacialmente variável. A Figura 2A apresenta uma imagem com padrões de modo claramente visíveis. Este padrão de interferência vai mudar com a posição do feixe de laser na borda do guia de onda. A fim de alcançar excitação homogênea nas imagens finais, usamos uma fase piezo para oscilar ao longo da faceta acoplada. Ao longo do procedimento de imagem, existe variação suficiente dos padrões de interferência para que possam ser em média, removendo as flutuações de intensidade na imagem. A pilha de imagem consistirá em várias imagens, como na Figura 2A,embora com padrões diferentes, mas quando calculada em média, a pilha produzirá uma imagem com excitação homogênea, como a Figura 2B. Uma abordagem alternativa é usar afinação adiabatic para alcançar ampla, único moded waveguides8,14, que remove a necessidade de média de modo. No entanto, vários milímetros de comprimento de afinação são necessários para manter a condição de modo único para alcançar uma largura de guia de onda de 100 μm. Guias de onda multi-moded contornar essa necessidade de afinação e não deixam limitações na largura da estrutura. Além do padrão de iluminação, o índice de refração altamente eficaz dos modos permite possibilidades sem precedentes para a microscopia de iluminação estruturada11 e os métodos de microscopia de flutuação7.
O primeiro passo na imagem é coletar uma imagem limitada difração. O experimento resulta em uma pilha de cerca de 300 imagens e a imagem final é feita tomando a média da pilha. Na Figura 2,apresentamos difração limitada e dSTORM imagem de LSECs rotulado com CellMask Deep Red usando um 60x, 1,2 NA objetivo de imersão de água. A Figura 2A mostra iluminação inhomogénea causada pela média insuficiente do modo. A média de modo susucesso é exibida na Figura 2B. A Figura 2C é uma imagem de TEMPESTADE dda mesma região, com a região marcada mostrada na Figura 2D. As células endotélias sinusoidal do fígado têm poros nano-feitos medida na membrana15do plasma, que podem ser vistas aqui. Uma análise fourier da correlação do anel forneceu uma definição de 46 nm.
A Figura 3 apresenta uma imagem dSTORM de uma região de 500 μm x 500 μm, demonstrando as capacidades de alta geração da técnica. Uma imagem ampliada da Figura 3A,correspondente a um típico campo de visão da TEMPESTADE,é apresentada juntamente com a imagem limitada difração na Figura 3B. Uma correlação de anel Fourier para estimar a resolução foi realizada, produzindo um valor de 76 nm.

Figura 1: Sistema de imagem e guia de ondas. (A)Fotografia do sistema de imagem. A amostra é colocada em um chuck de vácuo no estágio da amostra, com a faceta do acoplamento do guia de onda para o objetivo de acoplamento. Um laser acoplado de fibra e um objetivo de acoplamento é colocado em cima de um estágio piezo 3D. Uma torre da lente com lentes de imagem captura a imagem de acima e retransmite-a a uma câmera. (B) Esquemático do guia de onda com acoplamento e lentes de imagem. A lente de acoplamento casais luz no guia de onda. As amostras (contas de laranja) são mantidas dentro de uma câmara PDMS selada. O campo evanescente ao longo do guia de ondas vai excitar a amostra e o objetivo de imagem irá capturar a fluorescência emitida. Clique aqui para ver uma versão maior deste número.

Figura 2: Imagens de Difração limitada e dSTORM. (A)Imagem de células endotélias sinusoidal hepáticas com média de modo insuficiente, resultando em um padrão de excitação claramente visível. (B) A mesma região de(A),mas com média de modo suficiente, resultando em excitação homogênea. (C) Difração imagem limitada do insero em (B); (D) dSTORM imagem da mesma região. (E) Inset de (D), mostrando claramente as fenestrations na membrana plasmática da célula. Clique aqui para ver uma versão maior deste número.

Figura 3: dIMAGEM STORM de LSECs de rato. (A)Grande campo de visão dSTORM imagem de Alexa 647 tubulin manchado em lsecs rato. Barra de escala = 50 μm. (B) Maior região marcada de (A)comparando difração limitada (canto inferior esquerdo) e dimagem STORM (canto superior direito). (C)Menor região marcada de (A). Barra de escala = 1 μm. A imagem tem uma resolução de 76 nm. Adaptado com permissão de Helle et al. 20196. Clique aqui para ver uma versão maior deste número.