Aktuelles › ZEISS • Verdopplung der Auflösung für Mikroskopie mit strukturierter Beleuchtung
Neuer Algorithmus zur Bildrekonstruktion für das Superauflösungs-Mikroskop ZEISS Elyra 7
Mit SIM² stellt ZEISS einen bahnbrechenden Bildrekonstruktionsalgorithmus vor, der die Auflösung und Qualität von SIM-Daten (Structured Illumination Microscopy) erhöht. Mit SIM² auf dem Mikroskopsystem ZEISS Elyra 7 können Biowissenschaftler jetzt die herkömmliche SIM-Auflösung verdoppeln und feinste subzelluläre Strukturen lebender und fixierter Proben unterscheiden, selbst solche, die nicht mehr als 60 Nanometer voneinander entfernt sind.
SIM ist eine etablierte gitterbasierte Beleuchtungstechnik, die Auflösungen jenseits der Beugungsgrenze optischer Mikroskopie ermöglicht (Superauflösung). Mit der Einführung von ZEISS Lattice SIM vor zwei Jahren ging ZEISS einen Schritt weiter und kombinierte die Auflösungsvorteile von SIM mit einer extremen Erhöhung der Abbildungsgeschwindigkeit und der Detektionsempfindlichkeit. Dies machte das Superauflösungs-Mikroskop ZEISS Elyra 7 zu einem bevorzugten Instrument für die Bildgebung von lebenden Zellen. Mit SIM² macht ZEISS bei der Entwicklung der Superauflösungstechnologie nun konsequent noch einen Schritt und ermöglicht es Forschern, bisherige Grenzen der Auflösung, Bildgeschwindigkeit und Probenschonung zu überschreiten.
Neuer Algorithmus steigert Aufösung, Schnitt und Robustheit
Der neue Rekonstruktionsalgorithmus SIM² ist den herkömmlichen Bildrekonstruktionsmethoden in Bezug auf Auflösung, Schnitt und Robustheit überlegen. Dies erfordert weder ungewöhnliche Kontrastmethoden noch Expertenwissen über komplexe Mikroskopietechniken. SIM² löst nicht nur Strukturen bis zu 60 Nanometern auf, sondern ermöglicht die Kombination von Superauflösung und hochdynamischer Bildgebung. Notwendig ist dies, um schnelle biologische Prozesse in lebenden Zellen oder Organismen zu beobachten.
Auflösungen lebender biologischer Proben unter 100 Nanometer
Mit SIM² können Forscher nun erstmals Details lebender biologischer Proben mit Auflösungen weit unter 100 Nanometern bei Geschwindigkeiten von bis zu 255 Bildern pro Sekunde abbilden. Der einfache Zugang zu dieser hohen räumlichen und zeitlichen Auflösung hilft, neue subzelluläre Funktionsprinzipien zu entdecken und ein besseres Verständnis der Verteilung und Architektur von Organellen zu entwickeln. Forscher aus den Bereichen Entwicklungsbiologie, Neurowissenschaften, Botanik und angrenzenden Disziplinen erhalten mehr Einblicke in ihre Modellorganismen und Proben. Sie decken schnell ablaufende zelluläre Prozesse auf, können 3D-Strukturen mit hoher Eindringtiefe auflösen und strukturelle Veränderungen auf molekularer Ebene untersuchen.
Teilnehmer an einem Betatest-Programm erkannten sofort das Potenzial von ZEISS Elyra 7 mit Lattice SIM² für ihre Forschung und zeigten sich angesichts der neuen Möglichkeiten begeistert. Peter O’Toole, Leiter der Abteilung Bildgebung und Zytometrie an der Universität von York: „Ich erinnere mich an meine Reaktion, als ich die ersten Ergebnisse zu Gesicht bekam. Ich lächelte, weil ich einfach überwältigt war. Daraufhin habe ich einige der wichtigsten Benutzer, die unmittelbar profitieren konnten, sofort per E‑Mail benachrichtigt. Von den Gewebe-Neurobiologen über Zell- und Molekular-Immunologen bis hin zu denen, die mit Hefe und Bakterien arbeiten, profitieren alle bereits von SIM².“
Mit der Einführung von SIM² geht ZEISS konsequent den nächsten Schritt auf dem Weg, ZEISS Elyra 7 kontinuierlich als wichtigste Plattform für lebendzellkompatible superauflösende Mikroskopie zu entwickeln. Damit unterstreicht ZEISS seinen Anspruch, der wissenschaftlichen Gemeinschaft fortschrittliche Bildgebungstechnologien leicht zugänglich zu machen.
Über ZEISS
ZEISS ist ein weltweit führendes Technologieunternehmen der optischen und optoelektronischen Industrie. In den vier Sparten Semiconductor Manufacturing Technology, Industrial Quality & Research, Medical Technology und Consumer Markets erwirtschaftete die ZEISS Gruppe zuletzt einen Jahresumsatz von 6,3 Milliarden Euro (Stand: 30.9.2020).
ZEISS entwickelt, produziert und vertreibt für seine Kunden hochinnovative Lösungen für die industrielle Messtechnik und Qualitätssicherung, Mikroskopielösungen für Lebenswissenschaften und Materialforschung sowie Medizintechniklösungen für Diagnostik und Therapie in der Augenheilkunde und der Mikrochirurgie. ZEISS steht auch für die weltweit führende Lithographieoptik, die zur Herstellung von Halbleiterbauelementen von der Chipindustrie verwendet wird. ZEISS Markenprodukte wie Brillengläser, Fotoobjektive und Ferngläser sind weltweit begehrt und Trendsetter.
Mit diesem auf Wachstumsfelder der Zukunft wie Digitalisierung, Gesundheit und Industrie 4.0 ausgerichteten Portfolio und einer starken Marke gestaltet ZEISS den technologischen Fortschritt mit und bringt mit seinen Lösungen die Welt der Optik und angrenzende Bereiche weiter voran. Grundlage für den Erfolg und den weiteren kontinuierlichen Ausbau der Technologie- und Marktführerschaft von ZEISS sind die nachhaltig hohen Aufwendungen für Forschung und Entwicklung. ZEISS investiert 13% seines Umsatzes in Forschungs- und Entwicklungsarbeit – diese hohen Aufwendungen haben bei ZEISS eine lange Tradition und sind gleichermaßen eine Investition in die Zukunft.
Mit über 32.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern ist ZEISS in fast 50 Ländern mit rund 30 Produktionsstandorten, 60 Vertriebs- und Servicestandorten sowie 27 Forschungs- und Entwicklungsstandorten weltweit aktiv. Hauptstandort des 1846 in Jena gegründeten Unternehmens ist Oberkochen, Deutschland. Alleinige Eigentümerin der Dachgesellschaft, der Carl Zeiss AG, ist die Carl-Zeiss-Stiftung, eine der größten deutschen Stiftungen zur Förderung der Wissenschaft.
Weitere Informationen unter www.zeiss.de
ZEISS Research Microscopy Solutions
ZEISS Research Microscopy Solutions bietet als weltweit einziger Hersteller Licht‑, Elektronen‑, Röntgen- und Ionenmikroskopsysteme aus einer Hand sowie Lösungen für korrelative Mikroskopie. Das Portfolio umfasst Produkte und Services sowohl für Biowissenschaften, Material- und industrielle Forschung als auch für Ausbildung und klinische Praxis. Hauptsitz des Bereichs ist Jena. Weitere Produktions- und Entwicklungsstandorte sind in Oberkochen und München sowie in Cambourne (Großbritannien) und Pleasanton (USA). ZEISS Research Microscopy Solutions ist Teil der Sparte Industrial Quality & Research.
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