2021徠卡STED club高端顯微成像技術(shù)交流會圓滿落幕

2021年10月27日，來自全國各地的Leica STED用戶齊聚上海，參加了2021年徠卡STED club高端顯微成像技術(shù)交流會。
   
開幕式上，徠卡顯微系統(tǒng)中國區(qū)總經(jīng)理陳淮先生對各位專家的蒞臨表示了歡迎，回顧了Leica在超高分辨成像領(lǐng)域多年的耕耘，并表示Leica會堅持和客戶共同成長，為客戶們提供更好的產(chǎn)品和服務(wù)。
   
會上諸多Leica的資深用戶分享了自己的研究成果與心得體會，我們一起來回顧下吧。
 
講題一：超分辨成像技術(shù)研究進展
講者：深圳大學(xué) 屈軍樂 教授
   
本次徠卡STED用戶會學(xué)術(shù)交流環(huán)節(jié)的開場報告由深圳大學(xué)物理與光電工程學(xué)院的屈軍樂教授帶來，報告題目為“超分辨成像技術(shù)研究進展”。屈教授長期從事超分辨熒光顯微技術(shù)及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究并在該領(lǐng)域造詣頗深。本次報告中，屈教授不僅向我們介紹了他所帶領(lǐng)的研究團隊一路走來所發(fā)展的STED技術(shù)（包括自適應(yīng)光學(xué)STED、相圖分析STED、數(shù)字增強STED、時空調(diào)制STED、頻率調(diào)制STED等）及其應(yīng)用，還和我們分享了他們團隊熒光染料開發(fā)的成果及寶貴經(jīng)驗。將STED的成像技術(shù)提升和新型熒光染料“雙劍合璧”后，屈教授的團隊實現(xiàn)了STED空間分辨率提升、長時間活細胞成像、低損耗光功率成像等多項技術(shù)突破。屈教授坦言，他在99年剛到深圳大學(xué)時就接觸到徠卡SP2共聚焦，至今使用過多款徠卡顯微成像設(shè)備，并對徠卡顯微鏡的成像質(zhì)量和硬件品質(zhì)給予了很高的評價。
 

講題二：受激輻射顯微鏡在多種生物樣品中的應(yīng)用
講者：上海科技大學(xué) 李曉明 主任
    
李曉明老師作為上�？萍即髮W(xué)生命學(xué)院分子影像平臺主任，自2016年平臺成立以來，針對實驗室不同研究需求采購了多個廠家的超高分辨率顯微鏡，其中就包括徠卡STED納米顯微成像設(shè)備。此次會議中李老師針對STED成像優(yōu)勢、成像過程中遇到的問題、解決方法及實際應(yīng)用展開了詳細介紹。
 
李老師首先就幾臺超高顯微鏡的特點，包括分辨率、靈敏度、特殊制樣、所見即所得等多方面進行對比。STED納米顯微鏡在分辨率方面可突破50nm，并做到所見即所得，但由于STED技術(shù)特點，獲得高分辨率的同時會受到一些限制，比如需要特殊制樣，樣品不易太厚，成像深度不夠，樣品本身需要一定的熒光亮度和信噪比，并且由于較強的STED損耗光無法進行長時間活細胞成像等。隨后李老師針對這些問題給出了一些解決或優(yōu)化方法，在樣品制備時，李老師推薦參考徠卡STED樣品制備手冊The_Guide_to_STED_Sample_Preparation_MC-0002370_25032021.pdf (leica-microsystems.com)，其中會標注注意事項及推薦的染料信息，值得一看�？偨Y(jié)幾點：優(yōu)先選擇775脈沖激光器；選擇受激輻射效果好、信號亮、熒光穩(wěn)定的染料；選擇合適封片劑和標準蓋玻片可減少折射率的影響，提高成像深度。在拍攝多通道時，注意拍攝順序，當(dāng)不同通道出現(xiàn)位置色差時可用STED標尺校正。超高顯微鏡的共定位分析不再簡單的看兩個通道是否重合，而是通過測兩個蛋白間的距離來判斷相關(guān)性。并且結(jié)合熒光壽命的新一代TauSTED的出現(xiàn)使得對厚樣品不同層、活細胞不同時間的連續(xù)成像成為了可能。

 
講題三：FLIM-FRET及STED技術(shù)聯(lián)合使用在呼吸道病毒科研中的應(yīng)用
講者：中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究所 陳燕麗 助理研究員
 
陳老師在講座中介紹到共聚焦顯微鏡在呼吸道病毒的研究中應(yīng)用領(lǐng)域很多，包括病毒與宿主蛋白的相互作用，例如病毒感染細胞會發(fā)生線粒體應(yīng)激，產(chǎn)生線粒體DNA釋放，新冠病毒N蛋白與其他蛋白的離體和在體相互關(guān)系等。 
 
陳老師所在課題組制備了EVD68病毒的單克隆抗體A6-1,,為了研究抗體和病毒顆粒的相互作用，利用了FLIM-FRET技術(shù)，測定了兩個毒株（KM毒株，F(xiàn)ermon毒株）的六個病毒片段和抗體的相互作用。發(fā)現(xiàn)VP1-1與A6-1的相互作用FRET效率最高，并且使用其他的研究手段確定了二者的結(jié)合位點。 
 
還研究了流感病毒的單克隆抗體CR9114，這個抗體和高危的流感毒株H1N1及H7N9的親和力不高。通過改造抗體的輕鏈和重鏈，并且測定了和H1N1及H7N9的FRET效率，證實通過改造提高了CR9114和H1N1和H7N9的結(jié)合效率。還使用STED超高分辨顯微鏡觀察了納米顆粒疫苗的超微結(jié)構(gòu)。
   
最后，陳老師總結(jié)道，F(xiàn)LIM-FRET可以用于呼吸道病毒顆粒和其抗體之間結(jié)合力的篩選，也可以用于改造后的抗體親和力鑒定，在呼吸道病毒研究方面有廣泛的應(yīng)用前景。
 
講題四：Super-resolution microscopy in biomedical research: challenges and potentials
講者：Christian Eggeling, Friedrich Schiller University Jena   
    
來自于德國耶拿大學(xué)的Eggeling教授在此次講座中主要介紹了他們實驗室在生物膜分子運動研究中STED-FCS的應(yīng)用。分子擴散運動一般可用于分子結(jié)合力的研究，例如，熒光標記的小分子在和大分子結(jié)合后，由于質(zhì)量變大，運動速率降低；另一個重要的應(yīng)用在于在納米尺度上研究細胞膜上的生物活性。而研究分子擴散運動的經(jīng)典方法之一就是熒光相關(guān)光譜（Fluorescence Correlation Spectroscopy, FCS）。FCS通過測定溶液中微區(qū)內(nèi)發(fā)光粒子因布朗運動或化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的熒光漲落現(xiàn)象，分析熒光漲落的相關(guān)函數(shù)而獲得單個粒子的濃度、化學(xué)動力學(xué)等參數(shù)信息。細胞膜上的脂筏富含膽固醇和鞘磷脂，是一個高度異質(zhì)化和活躍的微小區(qū)域（<200nm），正是由于這一特點，使得其上的分子運動很難被觀察到。為了研究這一問題，Eggeling教授團隊構(gòu)建了兩個熒光標記（Atto647N）的脂類分子，甘油磷脂（PE）和鞘磷脂(SM)，利用FCS來觀察這兩個分子在質(zhì)膜上的運動方式。PE和SM在膜上聚集、運動方式不同，SM更加密集，以一個整體來運動，運動速率應(yīng)該較慢；而PE則是以散落的形式，更自由、快速的運動。使用Confocal-FCS來觀察這兩者的運動差別，由于空間分辨率的不足，無法得出有效FCS數(shù)據(jù)來支持以上假設(shè)。Eggeling教授進而使用了可以提供更高空間分辨率的STED-FCS來進行觀察。分析結(jié)果表明PE在膜上是自由擴散，而SM會時不時被有膽固醇參與的“陷阱”捕獲而停止運動。線掃STED-FCS結(jié)果表明，SM被捕獲（trapping）的時間大概持續(xù)幾秒，且這種現(xiàn)象只有在空間分辨率高于80nm時才可觀察到。STED-FCS研究分子運動的方法可用于研究在免疫反應(yīng)中T細胞的激活過程里脂類分子的運動機制和HIV病毒侵染宿主細胞后的Budding過程中的所涉及的脂類分子。
 
報告結(jié)束后，各位參會代表還前往丹納赫中國總部參觀了生命科學(xué)平臺的客戶體驗中心，了解了丹納赫在生命科學(xué)領(lǐng)域的多種解決方案。
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整場活動內(nèi)容精彩紛呈，通過親身感受，各位專家表現(xiàn)出對徠卡超高分辨率解決方案濃厚的興趣。同時，對于由于疫情原因未能親臨現(xiàn)場的老師，本次活動也提供現(xiàn)場直播的環(huán)節(jié)�，F(xiàn)在，直播內(nèi)容已經(jīng)整理完畢，除了部分未發(fā)表數(shù)據(jù)應(yīng)講者要求隱藏之外，其他內(nèi)容均已可以在線回看。

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