ZEISS Lattice SIM 5

SIM²は、構造化照明顕微鏡データの解像度とセクショニング品質を向上させる斬新で画期的な画像再構築アルゴリズムです。SIM²はすべてのSIMイメージングモードと互換性があり、ZEISS ZENソフトウェアに完全に統合されています。

従来の再構築アルゴリズムとは異なり、SIM²は2段階の画像再構築アルゴリズムとなっています。初めに次数の組み合わせ、ノイズ除去、および周波数抑制フィルタリングが行われ、デジタル画像操作から生じるすべての効果が、デジタルSIM点像分布関数（PSF）に変換されます。その後に反復されるデコンボリューションでこのPSFが使用されます。ハードウェアをベースとする顕微鏡データのデコンボリューションに実験的なPSFを使用するメリットと同様に、SIM²アルゴリズムは、分解能、セクショニング、確実性の面で、従来のワンステップ画像構築アルゴリズムよりも優れています。

バーストモード処理では、ローリングウィンドウアプローチにより生体試料のプロセスを最大255 fpsで観察できます。またバーストモードは撮影後のステップであるため、取得済みのデータセットでフレキシブルに使用可能です。データ分析に必要な時間分解能を決定できます。

3Dの高速イメージングという困難な課題に対しては、リープモードで撮影することにより、イメージング時間を短縮し、試料への露光量を抑えることができます。これは、ボリュームイメージングの速度を3倍に高め、露光量を三分の一に減らすために、3面毎に1面だけをイメージングすることによって実現します。

Lattice SIMの照明パターンは、従来のSIMと比較して、より高いコントラストとより深い試料浸透を示します。厚みのある試料や散乱光のある試料でも、高品質のセクショニングと共に超解像画像が得られます。

Tang教授とそのチーム（Hsiao et al., Nature Communications 2023）が開発した新しい透明化・包埋技術と、堅牢なLattice SIM照明パターンおよび優れた画像再構築技術を組み合わせることで、約200 μmの厚さのマウス腸切片全体のイメージングが可能になりました。血管および神経のネットワークを、この深部でも細部にわたって可視化できます。

ZEISS Lattice SIM 5は、高速イメージングを卓越した光効率、少ない光照射量、感度を組み合わせることに成功しました。これにより、生体試料の細胞、細胞内部、さらには細胞小器官の構造を2D・3Dで経時的に観察できます。

ミトコンドリアは非常にダイナミックな細胞小器官であり、細胞全体にATPを適切に分布させるため、常に融合と分裂を繰り返しています。その役目を果たすため、ミトコンドリアは微小管を含む多くの細胞内区画と相互作用することが知られています。トコンドリアは目的の場所またはERに到達するために微小管に乗ります。ERはミトコンドリアを包み込み、核分裂の前に直径を収縮させます。