数码显微镜N-STO​RM 4.0超分辨显微成像系统

尼康新一代N-STORM超分辨显微成像系统，较N-STORM有所改进。N-STORM4.0的图像采集速度提高了10倍，这就使得可以拍摄活细胞的纳米级分辨率图像。N-STORM4.0于2015年3月15日在德国哥廷根的“聚焦显微镜”会议上首次亮相，并于3月底正式上市。自2010年N-STORM发布以来，尼康一直在超分辨显微镜领域保持领先地位。N-STORM是基于哈佛大学霍华德休斯医学研究所庄小威博士开发的随机光学重构显微技术。该技术的原理是通过荧光分子的闪烁，暂时分离出单个的荧光分子并对其进行位置定位，从而重构出纳米级分辨率的图像（分辨率是传统光学显微镜的10倍）。N-STORM4.0作为N-STORM的升级产品，能实现活细胞动态过程的超分辨成像。2014年的诺贝尔化学奖授予了超分辨显微镜领域，证明超分辨显微镜技术正得到越来越多的关注，超分辨技术的应用需求也在增加。最新的研究表明，基于随机光学重构的超分辨技术实现了活细胞动态超分辨成像，前所未有的观察到了细胞内结构的纳米级动力学过程。N-STORM4.0采用激光激发设计和sCMOS相机，单张图像的采集速率从分钟级提高到秒级。此外，新系统在成像视野的选择上提供了更高的灵活性，用户可以选择活细胞高速成像模式，或者选择固定细胞的大视野成像模式，以适应不同的应用需求。1Shroff,H.etal.,2008,NatureMethods,5(5),p417-423.2Jones,S.A.etal.,2011,NatureMethods,8(6),p499-505.3Shim,S-H.etal.,2012,Proc.Natl.Acad.Sci.,109,p13978-13983.

►主要特点
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纳米级水平的动态超分辨成像
新升级的光学和照明系统，完美匹配sCMOS相机。
图像采集速度比N-STORM提升近10倍，单张图像拍摄时间从分钟级提高到秒级。
活细胞动态超分辨成像，分辨率比传统光学显微镜提高10倍。
80umX80um（拍摄分辨率512X512），拍摄速度30Hz；40umX40um（拍摄分辨率256X256），拍摄速度100Hz；20umX20um(拍摄分辨率128X128)，拍摄速度500Hz。
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高质量的超分辨成像
新升级的照明放大镜提高了激光的激发效率，使得单位面积的荧光分子密度增加。
采集足够数量荧光分子所需时间更短，图像采集速度显著提高。
单位时间内采集到的荧光分子数更多，图像清晰度显著提高。（左）用AlexaForFor®647标记的微管用N-STORM4.0成像（具有20秒采集时间）（右）与常规的N-STORM系统（20秒采集时间）相同的样品成像*AlexaFor是TeloFisher科学公司的注册商标。
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宽视野的超高分辨率成像
新开发了成像系统中间变倍体，实现更大视野拍摄。
80μmx80μm大视野成像，成像区域是前一代N-STORM的4倍。左：成像范围宽4倍，80μm×80μm（宽视模式）
右：常规模型的成像面积，40μm×40μm样品：线粒体ToM20与AlEXA647结合
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多重漂移矫正机制
1）自相关漂移矫正算法，可矫正XYZ三维方向上的位置漂移。
2）以荧光小球或其他发光颗粒进行定位标记参照，进行三维方向上的漂移矫正。
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N-STORM成像物镜
HP(HighPower)物镜与高功率激光相匹配，使荧光基团发生快速闪烁。
改进轴向色差校正，提高多色荧光的3D成像精度。CFIHPApochromatTIRF100xoil

CFIHPPlanApochromatVC100xoil
超分辨率荧光显微镜技术不同于传统光学显微镜，远超出了传统光学显微镜的分辨率极限。N-STORM是一种全新的超分辨率数字显微镜系统技术，结合了“随机光学重构显微术”（哈佛大学授权）与尼康的EclipseTi研究级倒置显微镜。N-STORM能够显著提高分辨率，可达到传统光学显微镜分辨率的十倍甚至更多。它可以采集纳米级的二维或三维多光谱图像，横向分辨率接近20nm，轴向分辨率也接近50nm。N-STORM将光学显微镜的分辨能力延伸到了前所未有的分子水平。与传统荧光显微镜不同，STORM并没有在同一时间观察样品中所有的荧光标记分子，而是在某一时间点激活其中的一小部分。重复这一过程可获得多张图像，然后以纳米的精度定位分子，并组合这些图像重构出超级的分辨率。通过重叠单分子图像构建超分辨率的影像，“STORM”这一新技术是通过多次曝光并计算得到荧光团的精确定位信息，通过整合这些信息重构出高分辨率的荧光图像（2D或3D）。这一技术可以获得更丰富的细节信息，并使对样品的理解进一步从结构水平演变到分子水平。N-STORM的3D组件可以在Z轴中确定单个分子的位置，从而获得高精度的3D超分辨率图像。使用不同有机染料的混合物可以实现多色彩成像。这些染料可以通过短波长激光活化而发光，进而形成彩色图像。N-STORM可以与尼康Ti-E倒置显微镜或者A1R共聚焦显微镜系统灵活搭配使用，实现多功能超分辨显微成像系统。简单而灵活的配置让N-STORM可以大幅提升用户的体验，并且可以轻松地将超分辨率的能力添加到现有的尼康显微镜产品中。

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