このプロトコルは、シート光顕微鏡のセットアップとCのin vivoイメージングのために、その実装について説明します虫の胚。
高速かつ低毒性のイメージング技術は、 全体として生物の発生を研究するための前提条件である。細胞下解像度の3D映像を提供しながら、シート光ベースの顕微鏡は、共焦点顕微鏡に比べて、光退色と光毒性の影響を低減します。ここでは、正立顕微鏡と光シートを生成するための光学機械要素の小さなセットで構成されている光シートベースの顕微鏡のセットアップを提示する。プロトコルは、構築顕微鏡を整列させ、シート光を特徴付ける方法について説明します。また、C.のトトイメージングで方法を実装する方法の詳細単純な観察 室を使用して、胚エレガンス 。この方法は、開発の数時間にわたる3D二色タイムラプスムービーのキャプチャを可能にする。これは、細胞形状の追跡を容易にする細胞分裂及び長期間にわたってタンパク質をタグ化すべきである。
生物の形成および整形は、細胞運動、細胞形状の変化、細胞分裂および細胞分化を含む。これらのプロセスの進行と調整を理解することは、3次元機能と細胞内分解能で高速な画像処理ツールが必要です。これらのインビボイメージング機能を備えた技法の中でも、光学シート照明顕微鏡法は、単一/選択的平面照明顕微鏡法と呼ばれる低毒性効果および1,2低い光退色を製造する独特の利点を有する。
シート照明顕微鏡法では、試料は光学切片を行う光シートにより側面から照明される。照明経路及び検出経路は、互いに直交する光シートは、検出対物レンズの物体焦点面と一致するように整列される。サンプルは、2つのパスの交点に配置されているndは3Dイメージングを可能にするように検出軸に沿って移動させることができる。関心のある面が照明されると、この面の全ての点が同時に検出されるのみ。これは、有意に取得速度を増加させ、共焦点顕微鏡3と比較して、光退色、並びに光毒性を低減する。
具体的には、シート照明顕微鏡は、セットアップと整列するには簡単です。2次元画像化のために、何のスキャンは、検出部のため、また照明部のためでもない必要ありません。能力をセクショニングを有する広視野技術として、三次元イメージングは、試料を保持するステージ、単一の軸移動することによって得ることができる。
ここでは、CのTOTOイメージングでのために簡単なシート光顕微鏡とその実装の 設定までを提示虫胚℃で虫の胚は、生体内のIMA に住むのに適しているそれらの透明性、不変系統とステレオタイプセル位置4,5にエージング。開発した光シートのセットアップは、検出のための標準的な正立顕微鏡に基づいています。以下に示すプロトコルが構築し、位置合わせ励起モジュール/パスをテストし、シート光を特徴づけると3Dイメージングのためのサンプルをマウントする方法について説明します。また、蛍光マーカーを発現する種々の菌株のセットアップで取得タイムラプスムービーの例を示します。
このプロトコルは、Cのin vivoイメージングのための光シート顕微鏡の簡単なセットアップについて説明します虫の胚。レーザは、ビームエキスパンダ、コリメーション及び集束レンズを含む光学シートを作成し、揃えるために必要な光学素子は、容易に光学ベンチ上に取り付けることができる。検出経路とカメラ用正立顕微鏡との組み合わせでは、これは、セットアップの簡単な解決策光シート顕微鏡を提供します。
このジオメトリは、サンプル環境が簡単になります。生体試料は、保持された位置決め及び機械部品の小さなセットによって移動されるガラスキュベット内に配置される。シート照明顕微鏡が機能を区画した広視野手法であるように、単一の軸電動移動が3D画像に必要です。これは、単一の走査要素への同期の要求を制限し、ソフトウェア開発を容易にする。 iSPIM 6私たちの直立幾何と比較したリューは、検出用の高NAの対物レンズを使用することができる。水平面内の対物レンズとのSPIMのセットアップに比べて、サンプルの取り付けや胚の一連の撮影が容易になります。要するに、この技術の実装が簡単であり、光学系にはほとんど専門知識を用いて達成することができる。これは、より高い速度と減少し、光毒性は低く、軸方向の分解能の欠点の利点と共焦点顕微鏡への安価な代替である。
また、Cをマウントするための簡単で再現性のある方法を開発しましたこのシステムを用いたin vivoイメージングのための線虫胚 。取付手順は高速で(15分)、日常の実験のために適している。 Cの虫イメージング 、この単純な設定の利点は、少なくとも2倍量である:TOTOイメージングにおいて (i)は回転せずに可能であるため、3D再構成が簡単です。 (ii)のサンプル実装が容易であり、複数の胚を順次撮像することができる同じスライド上。我々は細胞分裂や細胞形状の変化を観察するのに十分な時間分解能でタイムラプス映画の例を示した。 Cを勉強するシート光顕微鏡の力エレガンスの発達はまた、最近、他6,7,8によって示されている。したがって、この技術は、C.の形態形成およびパターニングを研究するために非常に有用であろう虫胚 。
このシステムはまた、他のモデル生物の発達を分析するために使用することができますか?これは、認識することが重要であるような小さなC.及び透明生物用シート照明顕微鏡法の実装虫は、ショウジョウバエの胚のようなより大きな生物ほど厳しくなる。 ショウジョウバエのTOTO撮影では 、通常、回転、マルチビュー再構成9、10が必要です。共線励起の対物レンズとの2側面から励起はまたattenuatによって生じる影の影響を軽減することができます光11のイオン。しかし、ここで紹介する設定はまだ低い漂白および低光毒性で、 ショウジョウバエの胚の画像1の側に適合されている。このセットアップはまた、ホヤやゼブラフィッシュなどの画像小さな透明の胚にとって有用である可能性があります。
The authors have nothing to disclose.
我々は、ソフトウェア開発と議論のためのジェレミーCapouladeために特定のオリビエ·ブランで、Lenneとベルトランラボのすべてのメンバーに感謝します。我々はまた、技術的なサポートのためにPICsL-IBDMイメージング施設、特にクロード·モレッティとブライスDetailleurに感謝します。
この作品はCNRSから(P.-FLおよびVBに)のATIP補助金によって支えられ、Labexは(P.-FLおよびVBに)補助金を通知し、(VBに)サノフィ·アベンティスからの助成金。私たちは、(「INVESTISSEMENTS D'アベニール」と呼んで、ANR-10-INSB-04から01)アジャン国立·デ·ラ·ルシェルシュでサポートされているフランス·バイオイメージングインフラストラクチャを認めている。
SPIM | |||
Detection | |||
upright microscope | ZEISS | Axiophot 1 | |
100xW objective (NA 1.1, W.D. 2.5mm) | NIKON | ||
EMCCD back illuminated | ANDOR | DU-885K-CS0-#VP | |
Illumination | |||
LASER 488nm / 60mW | TOPTICA | iBeam smart | |
LASER 405nm / 120mW | TOPTICA | iBeam smart | |
LASER 561nm / 500mW | COBOLT | JIVE 500 | for time lapse imaging, 50 or 100mW is enough |
filter Quad line laser rejectionband ZET 405/488/561/638 | AHF | F57-405 | |
Dichroic 405 | AHF | F38-405 | |
Dichroic 488 | SEMROCK | Di01-R488 | |
AOTF | AA | AOTFnC-400.650-TN | |
mirror | |||
lens 50mm | THORLABS | telescope 5X | |
lens 200mm | THORLABS | telescope 5X | |
periscope | THORLABS | RS99/M | |
cylindrical lens f=100mm | THORLABS | ACY254-100-A | |
10X NA 0,3 | NIKON | ||
xyz stage | NEWPORT | ||
Sample | |||
Bacto Agar | Bectkton Dickinson | 214010 | 5% in water |
Poly-L-Lysine solution | Sigma | P8920 | |
Capillaries GC100F-10, 1.0mm oD, 0,58mm ID, 100 mm L | Havard Appartus | 30-0019 | |
Aspiration tube (mouth pipette) | Dutsher | 55005 | |
M9 medium: | |||
KH2PO4 (3g/L) | Any supplier | ||
Na2HPO4 (6g/L) | Any supplier | ||
NaCL (5g/L) | Any supplier | ||
MgSO4 (1mM final) | Any supplier | ||
cuvette holder | HOME MADE | made by Brice Detailleur | |
sample holder | HOME MADE | made by Claude Moretti | |
x stage | NEWPORT | ||
coverslip 50x20x1mm | MARIENFELD | cut then in 10x20x1mm | |
piezo electric stage with amplifier/controller | PI | P-622.ZCD / E-625.CR | |
cuvette 40mmx40mmx10mm | HELLMA | 704.002-OG.40 mm- 10mm high | |
Diamond Point Glass Marking Pencil | VWR | ||
Software | |||
C++ (Qt) home made software | developed by Olivier Blanc and Claire Chardès, available on request. Alternative solutions: micromanager or labview |