$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
TIRF микроскопии является популярным методом, как он удаляет вне плана флуоресценции, увеличивает контрастность и, таким образом, улучшает качество изображения, и менее фототоксичные по сравнению с другими методами флуоресценции на основе микроскопии. По сравнению с традиционным объективным подходом, микроскопия на основе чипов предлагает возбудить TIRF без ограниченной пропускной всей вхадебности, которая обычно сопровождается объективом TIRF. Обзор представленной установки можно найти на рисунке 1A. Мы представляем дифракции ограничены, а также dSTORM изображения печени синусоидальных эндотелиальных клеток (LSEC), извлеченных из мышей. Также представлено большое поле зрения, изображение LSECs с маркированным микротубулином, демонстрирующее возможности высокой пропускной способности изображения. Обычная установка dSTORM с использованием объектива TIRF погружения масла (или 60x или 100x увеличение) обычно изображения области 50 мкм х 50 мкм, что в 100 раз меньше, чем чип на основе изображения на рисунке 2, изображение с 25x, 0,8 NA цели.
В этом методе мы используем многомоеленные si3N4 волноводы для возбуждения. Использованные микросхемы состоят из гравийного руководящего слоя 150 нм Si3N4, отложенного на 2 мкм окисленного слоя кремниевого чипа. Схема чипа может быть найдена на рисунке 1B. Ширина waveguide может варьироваться от 200 до 1000 мкм. Детали изготовления можно найти в другом месте8. Через помехи между режимами распространения свет возбуждения не будет иметь однородное распределение интенсивности, а скорее пространственно меняющуюся модель. Рисунок 2А представляет изображение с четко видимыми шаблонами режима. Эта интерференционная модель будет меняться с положением лазерного луча на краю волновода. Для достижения однородного возбуждения в окончательных изображениях, мы используем сцену пьезо, чтобы колебаться вдоль спаренной грани. В ходе процедуры визуализации существует достаточное количество изменений интерференций, чтобы их можно было усреднять, устраняя колебания интенсивности изображения. Стек изображения будет состоять из нескольких изображений, таких как на рисунке 2A, хотя и с различными шаблонами, но когда усреднено, стек даст изображение с однородным возбуждением, таких как Рисунок 2B. Альтернативный подход заключается в использовании адиабатического сужается для достижения широкого, одного модистого waveguides8,14, который устраняет необходимость усреднения режима. Тем не менее, несколько миллиметров сужающейся длины необходимы для поддержания однорежимного состояния для достижения 100 мкм ширины волны. Многорежимные волноводы обходят эту сужающейся необходимостью и не оставляют ограничений на ширину конструкции. Помимо модели освещения, высокоэффективный рефракционный индекс режимов позволяет беспрецедентные возможности для структурированной микроскопии освещения11 и методов микроскопии колебаний7.
Первым шагом в визуализации является сбор ограниченного изображения дифракции. Результатом эксперимента является стек из около 300 изображений, и окончательное изображение делается путем принятия среднего стека. На рисунке 2, мы представляем дифракции ограничено и dSTORM изображения LSECs помечены CellMask Deep Red с использованием 60x, 1.2 NA воды погружения цели. Рисунок 2А показывает неоднородное освещение, вызванное недостаточным усреднением режима. Успешное усреднение режима отображается на рисунке 2B. Рисунок 2C представляет собой изображение dSTORM того же региона, с отмеченным регионом, показанным на рисунке 2D. Печень синусоидальных эндотелиальных клеток имеют нано-размерных пор в плазменной мембране15, которые можно увидеть здесь. Анализ корреляции четырех звена обеспечил разрешение 46 нм.
Рисунок 3 представляет изображение dSTORM области 500 мкм х 500 мкм, демонстрируя высокую пропускную способность техники. Увеличенное изображение рисунка 3A,соответствующее типичному dSTORM полем зрения, представлено вместе с ограниченным изображением на рисунке 3B. Корреляция кольца Фурье для оценки разрешения была выполнена, принося значение 76 нм.

Рисунок 1: Система визуализации и волногид. (A) Фотография системы визуализации. Образец помещается на вакуумный патрон на стадии образца, с связывая грань волнообразного волновода к цели соединения. Оптоволоконный лазер и цель соединения размещаются поверх 3D пьезо. Башня объектива с линзами захватывает изображение сверху и передает его на камеру. (B) Схема волновода с соединением и линзами изображения. Соединение объектива пары света в волног. Образцы (оранжевые бусы) хранятся внутри запечатанной камеры PDMS. Evanescent поле вдоль waveguide возбудит образец и цель изображения будет захватить испускаемых флуоресценции. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Рисунок 2: Дифракция-ограниченные и dSTORM изображения. (A) Изображение синусоидальных эндотелиальных клеток печени с недостаточным режимом усреднения, в результате чего четко видны возбуждения картины. (B) Тот же регион, как в (A), но с достаточным режимом усреднения, что приводит к однородной возбуждения. (C) Дифракция ограниченное изображение всета в (B); (D) dSTORM изображение того же региона. (E) Всет(D), четко показывая fenestrations в плазменной мембране клетки. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Рисунок 3: dSTORM изображение крыс LSECs. (A) Большое поле зрения dSTORM изображение Alexa 647 окрашенных тубулин в крысы LSECs. Шкала бар 50 мкм. (B) Больше отмеченных области от (A) сравнение дифракции ограничено (внизу слева) и dSTORM изображение (вверху справа). (C) Меньший отмеченный регион от (A). Шкала бар No 1 мкм. Разрешение изображения составляет 76 нм. Адаптировано с разрешения Helle et al. 20196. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.