ライフサイエンスのコア施設用のイメージングソリューション
コアイメージング施設

ライフサイエンスのコア施設用のイメージングソリューション

施設での研究を強化するテクノロジー

コアラボの影響力、成功、成長の鍵を握るのは、イメージング機器の充実したラインナップです。多様なユーザーに対応できる適正な種類のソリューションを揃えることで、機器の利用率が高くなり、投資に対する見返りを速やかに回収することができます。ZEISSの最先端ツールのポートフォリオは、コア施設の存在感を高めるとともに、そのフレキシブルさと信頼性でユーザーの維持・拡大に貢献します。

以下に、世界各国のコア施設で需要が高まっている最新のアプリケーションや技術をご紹介します。

生きた試料のイメージング

生きた試料への照射を最小限にすることで、光毒性を抑え、測定ポイントの多い長時間のイメージングが可能になります。AICS-0013細胞(laminB1-mEGFP標識、ご提供:Allen Institute, Seattle, USA)、ZEISS Lattice Lightsheet 7でイメージング

生きた試料の事象を捉える

生きた試料のイメージングが可能になったことで、近代生物学の理解がさらに深まりました。技術や試料調整の進歩によって、実験の可能性は拡大し続けています。技術進歩が特に求められているのは、分解能、速度、感度のバランスを慎重に検討しなければならないライブイメージングです。生きた試料の事象を捉える必要性の高まりを受け、光学顕微鏡のコア施設においてライブイメージング技術は欠かせないものになりました。

超解像イメージング

超解像イメージング

Lattice SIM²により従来の方法で染色された試料を最大60 nmの分解能でマルチカラーイメージング:
三重標識されたマウス精巣のシナプトネマ複合体の構造を可視化。SYCP3をSeTau647で、SYCP1-CをAlexa 488で、SYCP1-NをAlexa 568で蛍光免疫染色。

高分解能で試料を観察

超解像技術の急速な進歩により、20~120 nmの分解能を備えた機器が登場し、様々なアプリケーションや試料がその恩恵を受けています。試料調製に関する要件も以前ほど厳しくなくなり、より多くの試料が観察対象となりました。多くの蛍光顕微鏡ユーザーが高分解能での観察に関心を抱く中、コアイメージングラボにおける超解像技術の必要性が高まっています。

自動イメージング

自動イメージング

384マイクロウェルプレートを、ZEISS Celldiscoverer 7の3つのチャンネルで種々の倍率を用いてイメージング。
試料ご提供:P. Denner, Core Research Facilities, German Center of Neurodegenerative Diseases (DZNE), Bonn, Germany

効率と再現性の向上

再現性と統計学的な確実性の理由から、自動化された効率的な顕微鏡のニーズが高まっています。自動化により、ユーザーバイアスを減らすとともに、統計解析用の測定ポイントを簡単に増やすことができます。自動イメージングはハイコンテントスクリーニングに対応し、数百枚のスライドのスキャン、マルチプレックスデータの取得、長時間のタイムラプス動画の撮影、イメージング機器の簡単な遠隔操作が可能です。こういった高性能の機器には、少ないトレーニングでもコアイメージング施設のユーザーが機器を使えるようになるというメリットがあります。

透明化処理された組織のイメージング

マウス脳、CLARITYプロトコルを基に透明化処理後、EasyIndexに浸漬してイメージング。ZEISS Lightsheet 7で取得し、ZENイメージングソフトウェアとarivis Vision4Dで処理。
試料ご提供:E. Diel, D. Richardson,Harvard University, Cambridge, USA

深層をイメージング

脳や大きなモデル生物など大型で厚みのある試料にとって、透明化処理は、物理的なセクショニングを行わずに深層をイメージングできる強力なツールです。透明化処理された組織専用のイメージングシステムを選ぶ施設もある一方で、多くのユーザーのニーズに応えるために多目的のシステムを選択する施設もあります。

微細構造の高分解能イメージング

培養組織で増殖させたSARS-CoV-2、化学固定によって不活化

培養組織で増殖させたSARS-CoV-2、化学固定によって不活化、ネガティブ染色。走査透過電子顕微鏡GeminiSEM 560でイメージング。
試料ご提供:M. Hannah, Public Health England, United Kingdom

超微細構造を解明

電子を利用した試料の観察により、詳細な構造情報が得られます。取得した情報は、単独で、あるいは他の技術を使った顕微鏡データと組み合わせて、構造と機能の関連性を詳細に明らかにすることができます。

一枚の2D画像で構造情報を取得するか、再構築した3Dモデルで全体像を把握することも可能です。水に浸かった試料、ガラス化した細胞、大型の組織ブロックのイメージングや、樹脂包埋した試料の立体データ取得など、コア施設には様々なソリューションが求められています。どのようなアプリケーションに対しても、多くのユーザーに役立つ、堅固で簡単なソリューションを提供する必要があります。

非破壊X線イメージング

非染色マウス胚
非染色マウス胚

非染色マウス胚(包埋試料)と内臓の拡大像、X線顕微鏡ZEISS Xradia Versaでイメージング。ボクセルサイズ:10.5 µm。
ご提供:Massachusetts General Hospital, USA

非染色マウス胚(包埋試料)と内臓の拡大像、X線顕微鏡ZEISS Xradia Versaでイメージング。ボクセルサイズ:10.5 µm。
ご提供:Massachusetts General Hospital, USA

構造情報を取得

X線を使用した3Dデータの非破壊取得は、生物試料の構造を解析するための優れた方法です。ZEISSのX線イメージングシステムでは、内部構造を高コントラスト、高分解能で鮮明に可視化できます。コア施設では、多様な試料の構造情報の取得、試料をシンクロトロン等で解析する前の調製や完全性の確認、電子顕微鏡での観察前の関心領域の同定など、様々なアプリケーションにX線イメージングシステムを用います。

クライオ顕微鏡

光学顕微鏡とクライオ電子顕微鏡の相関データセット – メッシュ全体像からTEMトモグラフィー解析のための関心領域まで。
試料ご提供:M. Pilhofer, ETH Zürich, Switzerland

生理的環境に近い状態をイメージング

生物試料の本来の形態を観察するには、化学固定ではなく凍結が必要です。凍結試料を使用したワークフローに適したZEISSの電界放出型SEM(FE-SEM)と集束イオンビームSEM(FIB-SEM)により、繊細なライフサイエンス試料の低電圧、高精度イメージングが可能となります。ZEISSが開発したCorrelative Cryo Workflowは、ワイドフィールド顕微鏡、レーザー走査型共焦点顕微鏡、FIB-SEMをシームレスに組み合わせ、使いやすい手順にしたもので、コアイメージング施設での使用に最適です。

マルチモーダルイメージング

ワイドフィールド顕微鏡によるペトリ皿のオーバービュースキャン
ワイドフィールド顕微鏡によるペトリ皿のオーバービュースキャン

ワイドフィールド顕微鏡によるペトリ皿のオーバービュースキャン。タイル画像は、別の顕微鏡での試料の位置合わせに使用。ペトリ皿をLSMに移動し、時間とZ軸情報を含む4D法の時系列撮影で微小管の動態を可視化。

ワイドフィールド顕微鏡によるペトリ皿のオーバービュースキャン。タイル画像は、別の顕微鏡での試料の位置合わせに使用。ペトリ皿をLSMに移動し、時間とZ軸情報を含む4D法の時系列撮影で微小管の動態を可視化。

相関データの取得

生物試料の観察では、多くのケースで複数のイメージング技術が必要となります。ZEISSは、光学顕微鏡からX線顕微鏡、電子顕微鏡まで、様々なスケールに渡るイメージング機器製造の先駆者として、あらゆるワークフローに対応できる簡単なマルチモーダルイメージングソリューションを開発しました。ZENソフトウェアは、各顕微鏡で取得されたデータを相関的な位置情報とともに保存するだけでなく、それらのデータを組み合わせた3D再構築によって貴重な情報を提供します。ZENにはすべての顕微鏡システムからのデータやイメージング以外の手法による結果もインポートできるため、ユーザーはそれぞれの試料に関する全データを一箇所に保存できます。


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