Microscopie optique stochastique de reconstruction (TEMPÊTE)

La microscopie optique stochastique de reconstruction (TEMPÊTE) est celle des formes les plus très utilisées de la microscopie de superbe-définition.

vue de Superbe-définition des cellulesCrédit d'image : Weber de Micha/Shutterstock

La microscopie conventionnelle est limitée par la limite de diffraction de l'Abbe de 250 nanomètre. Ceci signifie que seulement les objectifs plus grands que 250 nanomètre peuvent être resolved.

les outils de Superbe-définition ont permis pour briser le barrage de diffraction et pour résoudre des objectifs aussi petits que 10−20 nanomètre. FULMINEZ, une des techniques de superbe-définition inventées en 2006, est basé sur fluorophore photoswitchable ou des fluorophores qui émettent la lumière à différentes heures et eux sont employés pour résoudre l'image à temps.

Principes de TEMPÊTE

Dans un microscope conventionnel, tous les fluorophores dans un échantillon sont fluorescents aboutissant une image douce. Cependant, en cas de TEMPÊTE, à un moment donné, seulement quelques fluorophores sont branchés stochastiquement. Ces fluorophores obtiennent blanchis après une remarque et changent de vitesse à la condition foncée de `'. Puis, un autre ensemble de fluorophores sont stochastiquement contact en circuit.

Les différents fluorophores changent de vitesse entre les conditions légères et foncées et dans chaque instantané d'une image, seulement une petite fraction est trouvée. Le multiple de tels instantanés de différents fluorophores sont pris et alors ils sont tracés pour produire l'image finale de superbe-définition.

Molécules fluorescentes de Photoswitchable

La molécule fluorescente est photoswitchable appelé quand elle peut être convertie dedans en deux conditions différentes par la lumière brillante de différentes longueurs d'onde.

La protéine fluorescente jaune, ou le YFP, était la première protéine photoswitchable qui pourrait changer de vitesse entre les conditions légères et foncées par l'exposition à la lumière bleue et violette. L'utilisation des fluorophores photoswitchable est critique au principe de la TEMPÊTE et les propriétés liées à eux ont été indiquées.

Brilliance Fluorophore

Car la TEMPÊTE se fonde sur tracer chacune fluorophore à différentes heures et puis les tracer, sa brilliance est critique à la technique. Dans chaque cycle de la représentation, la position des fluorophores est essentiellement basée sur le nombre de photons rassemblés. Ainsi, les fluorophores obscurs seront difficiles de trouver et peuvent obtenir blanchis rapidement, affectant la qualité des images.

Rapport de contraste

La TEMPÊTE est basée sur activer seulement quelques fluorophores à la fois et à n'importe quelle remarque donnée, les fluorophores activés seront moins que les fluorophores neutralisés. La fluorescence foncée de condition se rapporte à la fluorescence émise d'un fluorophore quand elle est coupée. Ceci devrait être proche de zéro pour obtenir un signe de haute qualité des fluorophores qui sont branchés. Ce contraste détermine la définition et la qualité des images obtenues utilisant la TEMPÊTE.

Activation spontanée

L'activation spontanée est le phénomène quand les fluorophores obtiennent activés sans exposition à la lumière de la longueur d'onde de commande. Ainsi, dans ce cas, les fluorophores qui obtiennent activés par la lumière verte peuvent également obtenir activés par le feu rouge brillant.

Cette activation non spécifique peut mener au grand nombre des fluorophores obtenant activé au célibataire mêmes. Ceci vainc le principe de la TEMPÊTE, qui est basée sur le petit nombre de commande de fluorophores à une remarque donnée et puis à tracer toutes les remarques obtenues à différentes remarques ensemble pour obtenir l'illustration finale.

Rendu d'image

C'est le procédé quand l'image finale est produite après la retenue de l'emplacement de différents fluorophores par l'activation et le retrait du service actif. Dans cette opération, l'emplacement de chacun fluorophore est rendu en tant qu'intensité maximale, et sa largeur est déterminée par l'incertitude de la localisation. Les crêtes de toutes les localisations sont additionnées ou tracées ensemble pour obtenir l'image finale d'intensité de l'échantillon.

TEMPÊTE en couleurs

La TEMPÊTE peut également être employée à l'image plus d'une structure simultanément. C'est représentation en couleurs appelée. Par exemple, propriétés photo-permutables de trois expositions Cy5, CY5.5, et Cy7 de teintures. Ainsi, différentes molécules peuvent être étiquetées avec les trois teintures et imagé simultanément pour obtenir une image superbe-resolved en couleurs.

TEMPÊTE 3D

Indépendamment d'obtenir des images bidimensionnelles, cette technique a été également exploitée pour obtenir des images en trois dimensions. Cette propriété est tout critiques que la plupart des structures cellulaires vivantes sont en trois dimensions et doivent ainsi être vues dans des toutes les haches. Des modifications moins importantes à la méthode de TEMPÊTE peuvent être utilisées pour étendre son module bidimensionnel.

Last Updated: Feb 26, 2019

Dr. Surat P

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Dr. Surat P

Dr. Surat graduated with a Ph.D. in Cell Biology and Mechanobiology from the Tata Institute of Fundamental Research (Mumbai, India) in 2016. Prior to her Ph.D., Surat studied for a Bachelor of Science (B.Sc.) degree in Zoology, during which she was the recipient of an Indian Academy of Sciences Summer Fellowship to study the proteins involved in AIDs. She produces feature articles on a wide range of topics, such as medical ethics, data manipulation, pseudoscience and superstition, education, and human evolution. She is passionate about science communication and writes articles covering all areas of the life sciences.  

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