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iXon SRRF-Stream

SRRF-Stream 是一种全新的实时超分辨显微功能,仅支持在Andor iXon Life 和iXon Ultra EMCCD 相机上实现此功能。

全新 SRRF-Stream 超分辨

应用于物理和生命科学的智能和多模式光谱平台

  • 实时 – 加强工作流程,采集处理同时进行,避免后续再处理过程。在“实时模式”中查看。
  • 低激发光强度(mW-W/cm2) – 获得更长的活细胞观察时间和更精确的生理机能。
  • 使用传统的荧光染料,如GFP –  简单标记,无光控转换要求。
  • 活细胞动力学  –  每1-2秒全视野超分辨成像。使用ROI时> 10 fps。
  • 高性价比 – 升级传统荧光显微镜(宽场、全内反射(TIRF)、转盘式共聚焦)到超分辨显微镜。

iXon SRRF-Stream比较

线粒体

图像为荧光标记的BPAE细胞,由宽场荧光显微镜拍摄,图像比较了iXon Life 888 EMCCD相机关闭和打开SRRF-Stream模块的效果。拍摄条件为:63X物镜,2X光学放大、560nm照明。实验中每100幅原始“输入”图像生成为一幅超分辨图像,单幅超分辨图像的成像速率为0.5Hz。为公平对比,未使用SRRF-Stream模块的100幅标准宽场图像取平均为最终图像。原始图像是一幅更大视野的细胞图像,为了更容易地通过一个小区域显示线阵强度剖面对比,图中显示了一个单细胞的区域放大图。从图像中可以发现分辨率的提高是显而易见的。

有丝分裂

图像为荧光标记U2OS细胞系,由Andor Dragonfly转盘共聚焦显微镜拍摄,图像比较了iXon Life 888 EMCCD相机关闭和打开SRRF-Stream模块的效果。拍摄条件为:63X物镜、2X光学放大、 488nm照明。有丝分裂纺锤体结构上可以明显观察到分辨能力的大幅提升。通过该区域的线阵强度剖面图对比进一步证明了这一点。

*U2OS细胞系被固定后,用抗α-微管蛋白抗体(绿色,AF488)和鬼笔环肽(红色,罗丹明)染色来显现肌动蛋白,细胞核由DAPI染色。样品由Klebanovych A., Laboratory of Biology of Cytoskeleton, IMG of the AS CR, v.v.i.提供。

SRRF vs SIM

抗NS5A染色的HCV感染的细胞。上图分别为宽场,结构光照明超分辨成像(SIM)技术和SRRF成像技术(SRRF宽场成像)拍摄的图像。图像是用同一个显微镜拍摄细胞的同一区域,并使用相同的物镜和光路。唯一不同的是SIM由一台6.5um像素的sCMOS记录,而宽场和SRRF超分辨由一台16um像素的iXon EMCCD记录。SRRF出众的分辨能力显而易见,可轻松提供传统的衍射极限2倍以上的分辨率,而SIM理论上受限于设计原理,只能达到低于2倍的传统衍射极限分辨率提升。实验样品由UCL的Grove实验室提供。

有丝分裂 2

进行有丝分裂时的哺乳动物细胞。蓝色代表DNA染色,绿色为微管,红色为动粒。左图显示了宽场Z 序列, 右图是相同条件下启用SRRF的Z系列图像。 样品由华威大学Phil Auckland提供,在伦敦大学学院(UCL)的Henriques实验室成像。

BCS-40 膜

细胞标志物标记的BSC-40活细胞的200秒延时图像,激发光为635nm LED照明系统。前100帧对应于曝光时间为1秒的宽场成像;第二个100帧对应于SRRF-Stream成像,其中每帧由50幅图像(20ms曝光时间)的SRRF-Stream处理产生。样品由David Albrecht提供(UCL 的 Ricardo Henriques和Jason Mercer 实验室)。

网络蛋白微结构

mCherry标记的HeLa活细胞的网格蛋白微结构图像比较,由2 FPS的宽场显微镜拍摄。每100幅原始“输入”图像生成为一幅超分辨图像,单幅超分辨图像的速率为2 FPS。通过SRRF-Stream图像的小区域线阵强度剖面,表明SRRF有能力分辨相隔150nm的结构。样品由Caron Jacobs 提供(UCL 的Ricardo Henriques 和 Mark Marsh 实验室 )。

酵母

Life Act表达染色的裂殖酵母,图中为3D投影蒙太奇法比较。在相同的曝光时间下,标准宽场与SRRF-Stream 宽场成像的比较。 样品由Mohan Balasubramanian实验室(U. Warwick)和Gautam Dey(UCL的Buzz Baum实验室)提供。

血液

血小板、红膜、绿色内部颗粒的标准宽场和SRRF宽场成像比较。样品由UCL的Cutler实验室提供。

微管蛋白

仍然是表达微管蛋白GFP的Hela活细胞宽场成像,同一区域SRRF-Stream实际延时帧频1fps(SRRF-Stream使用20ms曝光时间/帧频50)。样品由David Albrecht提供(UCL 的Ricardo Henriques和Jason Mercer实验室)。

iXon SRRF-Stream应用

SRRF-Stream超分辨模块突破了传统的衍射极限。此外,使用非复杂样品标记、结合传统成像设备和低强度照明即可实时实现超分辨成像,为观察活细胞结构和实时运动创造条件,并以更低的光损伤实现时空分辨率。


SRRF-Stream的观测能力

  • 提供亚细胞器水平的蛋白结构分析
  • 追踪细胞内单分子
  • 使用实时追踪技术了解基于细胞生理机能的单分子机制
  • 获得更多细节信息,更新细胞功能模型

SRRF-Stream应用

  • 涉及单个SNARE蛋白结构的膜融合过程
  • 突触囊泡的动态变化
  • 通过突触可塑性和学习性进行树突棘改造
  • 信号转导及胞间通讯和分化

iXon SRRF-Stream工作流程优势

SRRF技术由伦敦大学学院里卡多·亨里克博士(Ricardo Henriques)的实验室开发,Andor通过引入SRRF技术并与Henriques博士密切合作,加强了在iXon EMCCD相机上的优化运行。 Andor也是高级GPU处理优化技术的专家,基于此的SRRF算法,比现有的基于ImageJ的SRRF(NanoJ-SRRF)后处理执行快30倍。通过允许数据采集和SRRF处理并行操作,显著的加速使工作流程得到优化。

处理速度的比较 – SRRF Stream vs NanoJ-SRRF

iXon SRRF-Stream超分辨率显微功能

  • 输入图像像素 – 1024 x 1024
  • 每个SRRF图像输入拍摄图像数 – 100
  • 输出SRRF像素 – 4096 x 4096
  • NVidia GTX 1080 GPU卡

该图比较100幅原始输入图像块(1024 x 1024像素)的处理速率,以产生4096 x 4096像素的合成SRRF超分辨率图像。将SRRF-Stream与NanoJ-SRRF进行比较,处理发生在相同的Nvidia GTX 1070 GPU卡上。与NanoJ-SRRF相比, SRRF-Stream加速允许数据采集和处理同时进行,能够进一步改善工作流程。

由于如今数据处理速度比相机拍摄速度快得多,内置SRRF-Stream功能的相机可以实现实时超分辨,能得到大视野超分辨图像。


在我们自己的实验室中全面的测试了SRRF-Stream,我们对他的工作流程以及使用更大视野得到活细胞超分辨率的能力印象深刻。通过将SRRF算法与高性能的iXon结合,我们完成了用于荧光显微镜的超分辨率相机。

里卡多·亨瑞克博士
定量成像和纳米生物物理学博士

iXon SRRF-Stream使用

为使用SRRF-Stream需要哪些配置?

  • SRRF-Stream兼容的iXon Life或iXon Ultra EMCCD
  • SRRF-Stream许可证和安装程序
  • 与CUDA兼容的NVidia GPU卡*
  • MicroManager软件(64位)或Andor SDK2(64位)
  • 可选:PC工作站 – 预装了经过推荐和测试的GPU卡,以及支持SRRF-Stream的MicroManager(链接到iXon相机的序列号)和带有SRRF-Stream的Andor SDK2

* Nvidia GPU卡应具有V3.0或更高版本的能力以及4GB或更高版本的GPU内存。请注意,Andor使用“中档”GTX 1070 进行了大量测试,发现SRRF-Stream处理数据的速度远远高于iXon相机采集图像的速度。

我可以将iXon相机升级到SRRF-Stream吗?

如果您目前拥有iXon 888,iXon 897,iXon Life 888或iXon Life 897型号,Andor可以升级您的相机以获得SRRF-Stream超分辨率显微镜功能。

  • 在升级申请表中提供您的序列号
  • 销售工程师将对PC和GPU的要求提供建议
  • 下订单
  • 接收iXon序列号的SRRF-Stream升级包(安装程序和许可证)

请注意:如果升级iXon 888型号,您还需要请求SRRF-Stream相机优化过程 SRRF-Stream相机优化过程

MicroManager集成

为了使SRRF-Stream广泛使用,它已经完全集成到MicroManager(开源成像软件)开放资源显微镜软件平台中。

  • 实时模式下输出实时超分辨率图像
  • 多维度——集成多通道,Z-stack和时间序列采集
  • SRRF-Stream参数可以通过“设备属性浏览器”与其他像机参数一起进行调整

其他资源

学习中心提供广泛的教学视频,技术文章和网络研讨会,以指导您完成所有成像需求的产品系列。下面的链接是我们全新上传的资料,您可以从这些资料开始了解。

  • 技术文章: “SRRF: Universal live-cell super-resolution microscopy” (DOI 10.1016/j.biocel.2018.05.014)
  • 技术文章:SRRF-Stream – Real-Time Super-Resolution in a Camera
  • 技术文章: SRRF-Stream Upgrade – Boost your Current iXon EMCCD with Super-Resolution Capability
  • 网络研讨会 :NanoJ-SRRF和SRRF-Stream: 适用于大多数现代显微镜及常规荧光标记的快速活细胞超分辨技术
  • 产品纪要:优化SRRF-Stream性能

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