神经科学研究

化学突触在人类大脑很小。

由于属性如大小和分子密度、突触和其他结构感兴趣的神经科学研究人员雷竞技怎么下载已经很难研究传统的微观调查方法。然而提取空间信息组织、化学计量学、交互,这些结构和动力学在分子水平是至关重要的;雷竞技怎么下载推进我们对人类大脑的理解取决于开发更多更好的方法来这样做。

理想的神经科学显微镜方法不仅要达到更高的分辨率比传统手段,也是区分特定结构和多个样本类型提供完整、可靠的信息。

在提供这些功能,超分辨率显微镜在单分子定位(SMLM)克服了许多传统的局限性神经科学显微镜。这已经使戏剧性改善我们对神经和大脑功能的理解,将继续为调查和发现领域创造新的机遇。

^表的内容

神经科学研究人员面临着独特的挑战,当选择一个成像方法:从历史上看,没有单一的方法能够提供完整的神经结构和过程在分子水平上的信息,所以选择一个要求之间的妥协能力或通过多种方法进行补充调查。雷竞技怎么下载

例如,许多感兴趣的结构或原先上依稀可见的方法能够具体的标签,如衍射极限双光子显微镜。然而电子显微镜,它提供了优越的分辨率和感兴趣的唯一方法能够可视化结构小于50 nm——比如突触间隙和突触囊泡——缺乏荧光显微镜的功能,便于protein-labeling特定的结构。^1,2这限制了研究者的机会来执行复杂的调查,包括蛋白质识别或神经跟踪。

如何超分辨率SMLM不同?

对比传统的神经科学方法显微镜、超分辨率显微镜都可以有针对性的荧光标记和达到衍射极限的分辨率远低于光学显微镜。结果,它可以提供独特的和经常否则无法洞察结构和流程。

在神经科学研究中使用的各种超分辨率成像技术——包括structured-illumination显微镜(SIM),刺激emission-depletion(发生的),和扩张显微镜——SMLM是唯一的方法,完全依赖分析的分子成像。SMLM还提供了最高的分辨率。³因此,以其20 nm的横向分辨率和特定的荧光标记,SMLM是一个精致的工具促进神经科学。

在神经科学研究SMLM用于什么?

由于其优势在标记特异性和决议,SMLM有潜力成为高度适用于许多问题感兴趣的神经科学研究人员和SMLM技术已经被用于广泛的神经科学的应用。

到目前为止,这些研究的结果证明了这两个结构的方法的适用性和定量分析以及3 d成像组织和培养样本。³在这些应用中,SMLM已经能够提供洞察空间组织、化学计量学,和时间动态范围广泛的结构和流程,并提供了显著的优势,超过其他方法为研究分子间相互作用(分子大小、密度、距离分开,重叠,等等)。雷竞技怎么下载

SMLM有局限性神经科学研究吗?

SMLM研究表明组织样本较少出现在SMLM文学比证明培养细胞。这种不平衡的应用程序表现得尤为明显,要求3 d成像在组织,和可以归因于几个研究人员的挫折的来源。这些包括:

1. 样品制备更复杂和耗时比培养细胞组织样本
2. 组织样本展示更多,破坏性的——从荧光背景信号分子³(需要更先进的分析工具来处理)

结果,实现成像深度SMLM技术可以创建挑战与组织切片和厚样本。*

^{*一些仪表达到优异的成像深度,尤其是3 d成像在组织样本
(参见“优势力量的Vutara VXL神经科学应用”的更多信息)。}

SMLM适用于神经结构和过程的研究,包括(其他):

• 神经系统发育
• 神经回路装配
• 突触的形成
• 突触传递
• 突触蛋白

你需要知道什么SMLM神经科学应用程序

根据设备、样本,使用荧光团,SMLM方法有潜力达到横向定位精度高、~ 20纳米的空间分辨率。然而实际的分辨率和定位精度达到当成像部分样品和组织培养取决于各种额外的因素。这些包括等标签密度和准确性,信号大小和力量,和显微镜漂移。优化样本praparation SMLM方法,例如,增加标签抗体浓度,可以解决很多问题,扫清道路成功的分析。

为什么工具的选择和技术同样重要呢

SMLM成像系统本身的组件和功能可以限制任何的分辨率和定位精度可以达到的各种SMLM技术-特别是在执行3 d成像在组织切片。此外,SMLM-capable显微镜需要耗费时间的设置,而忽略了关键的研究过程。他们也经常与分析工具,对落后于他们的成像能力。

神经科学理想SMLM-Capable显微镜功能

鉴于潜在的仪器配置任意限制SMLM调查的可实现的结果,重要的是选择设备与已知的功能,结合你的具体的研究目标。功能经常被认为提供最大的机会成功,使研究人员能够充分利用神经科学SMLM应用程序带来的好处包括:

1. 密集的和特定的荧光标记
2. 多路复用功能
3. 增强成像深度
4. 高级分析支持

神经科学优势力量的Vutara VXL SMLM显微镜研究:

力量的Vutara VXL提供一流的易用性和成像深度,支持范围广泛的不同的实验需求。主要特点包括:

• 自动化的工作流程:
  SRX软件很容易获得必要的数据集。工作流允许用户关注的生物问题复杂而不是摆弄显微镜设置。
• 优越的3 d成像和样本的灵活性:
  专有的两栖飞机探测提供三维信息,使成像在组织切片。
• 无限多路复用功能:
  集成的微流体装置允许无限的荧光探针的序列标签。
• 专家应用支持:
  Vutara VXL用户可以得到个性化指导样品准备优化特定于他们的研究目标。

所有SMLM方法依赖于荧光分子的选择性开关切换。古典风暴使用染料对(例如,Cy3-Cy5),而dSTORM⁶(直接风暴)只需要一个荧光团(例如,Alexa647 Cy5)和“转换缓冲。”Nevertheless, in both STORM and dSTORM, illumination with different wavelengths switches these fluorescent dyes on and off.

风暴的优势⁷在棕榈是这些染料分子与大型高效光子预算,在催化蛋白质中使用手掌发出数量有限的光子不可逆的光漂白。因此,风暴可以实现更高的分辨率。

^{这种技术的应用例子}

• 映射的三维分子分布在大脑突触蛋白纳米分辨率雷竞技怎么下载⁴
• 揭示组织原则为肌动蛋白和血影蛋白在轴突和树突⁵

类似于风暴,棕榈使用photo-activatable荧光蛋白(如paGFP, mEOS2),可以用光电开关染料比标签更容易。这些蛋白质是开启一个激光波长和成像,然后漂白与另一个。

手掌之间的主要差异和风暴——棕榈的优势是它允许蛋白质标记在内源性级别。此外,因为其他SMLM技术提供了许多本地化每个分子事件,手掌,它提供了一个定位每个分子事件,通常更适用于实验目标与化学计量学/真实m雷竞技贴吧oleculart计数。雷竞技怎么下载

^{这种技术的应用例子}

• 探索如何突触后脚手架蛋白集群与25纳米分辨率的活动⁸

其他SMLM技术要求按顺序染色目标生物结构和多次成像产生合成图像。在油漆的方法中,荧光团不再是永久绑定到目标,而是漂浮在缓冲溶液。而不是激光,转变绑定和固定的标签(例如,尼罗红)缓冲调查结构提供开关机制。这允许成像结构的无限兴趣相同的样本,使油漆比其他SMLM方法更容易和更有效的实现方法。

而光漂白减少用于标签的生色团结构的光子预算在其他SMLM技术,油漆¹⁰不受光漂白方法。因此,涂料的方法比其他方法可以达到一个更高的空间分辨率。

^{这种技术的应用例子}

• 精确的colocalization突触蛋白的研究⁹