22/03/03論文摘要
為了研究蛋白在亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)中的定位和取向，北京大學(xué)工學(xué)院席鵬研究員課題組與同事近期聯(lián)合開(kāi)發(fā)了偏振光結(jié)構(gòu)光顯微技術(shù)（pSIM）。相關(guān)研究成果發(fā)表在《Nature Communications》期刊。
該工作通過(guò)深入挖掘SIM技術(shù)及商用儀器的潛在特性，為現(xiàn)有的SIM系統(tǒng)“賦能”，挖掘出了包括其發(fā)明人都沒(méi)有注意到的現(xiàn)有SIM系統(tǒng)內(nèi)在的偏振探測(cè)特性，使現(xiàn)有系統(tǒng)不經(jīng)任何改動(dòng)，就可以實(shí)現(xiàn)偏振SIM的功能。這使得許多已有SIM系統(tǒng)的生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)室可以直接進(jìn)行偏振SIM的分析，將極大地推進(jìn)偏振超分辨成像的研究。
圖1 pSIM揭示了肌動(dòng)蛋白環(huán)在MPS中“并排”組裝的新模型，a和b為?BAPE細(xì)胞中被標(biāo)記的肌動(dòng)蛋白的?2D-SIM?和?2D-pSIM?圖像。a：上半部分是寬場(chǎng)（WF）結(jié)果，下半部分是?SIM?結(jié)果的強(qiáng)度圖像；b：偶極子方向的偽彩色圖像。下半部分是pSIM結(jié)果，與偏振調(diào)制（PM）結(jié)果相比，它實(shí)現(xiàn)了超分辨率，與SIM結(jié)果相比，獲得了偶極子方向。左下角的色輪表示偽彩色和偶極子方向之間的關(guān)系；c：a圖中放大的框區(qū)域的視圖，其中偶極子方向表示藍(lán)色箭；d：被標(biāo)記的肌動(dòng)蛋白絲的示意圖，其中整體偶極子方向平行于絲。e?：PM?和?pSIM?的強(qiáng)度分布在?b?中的兩個(gè)箭頭之間，用偽彩色表示相應(yīng)的偶極子方向。pSIM?揭示了單個(gè)肌動(dòng)蛋白絲中的偶極子方向。f?：b圖中白線的偶極子直方圖。該角度表示偶極子方向和燈絲方向之間的差異。g&h：小鼠腎臟切片中肌動(dòng)蛋白絲的?3D-pSIM?圖像。比較了?PM?和?pSIM?的?XY?和?YZ?平面中的最大強(qiáng)度投影?(MIP)?圖像。b、g?和?h?中使用的偽色共享相同的色輪。圖中的比例尺：5 μm，相機(jī)：Dhyana 400BSI相機(jī)。
成像技術(shù)分析
qSIM超分辨成像光學(xué)系統(tǒng)是典型的弱光成像系統(tǒng)，采用的鑫圖Dhyana 400BSI相機(jī)具有95%的峰值量子效率、以及低至1.2e-的讀出噪聲，能夠幫助弱光系統(tǒng)獲得高信噪比的成像圖像，而6.5?μm像元適配60x高倍物鏡，能夠充分發(fā)揮鏡頭分辨率優(yōu)勢(shì)，幫助系統(tǒng)獲得細(xì)節(jié)清晰的高分辨率圖像。
參考源
Zhanghao K, Chen X, Liu W, Li M, Liu Y, Wang Y, Luo S, Wang X, Shan C, Xie H, Gao J, Chen X, Jin D, Li X, Zhang Y, Dai Q, Xi P. Super-resolution imaging of fluorescent dipoles via polarized structured illumination microscopy. Nat Commun. 2019 Oct 16;10(1):4694. doi: 10.1038/s41467-019-12681-w. PMID: 31619676; PMCID: PMC6795901.
