迭代染色提高膨胀显微镜的成像质量:一种提升荧光密度与信噪比的方法

学术   科学   2024-10-15 07:31   北京  

本文通过ChatGLM/GPT进行辅助对近期Bio-protocol 期刊发表的方案进行解读和概括,若感兴趣请点击“阅读原文”查看详细的实验流程及试材。如果解读中有任何错误或遗漏,敬请指正

2024年9月20日,Bio-protocol 期刊在线发表了芬兰坦佩雷大学(Tampere University)Elina Mäntylä团队题为“Iterative Immunostaining and NEDD Denoising for Improved Signal-To-Noise Ratio in ExM-LSCM”的方法文章。

https://doi.org/10.21769/BioProtoc.5072
关键词迭代间接免疫荧光染色 信噪比 膨胀显微成像技术 信号处理 去噪

膨胀显微成像技术(Expansion microscopy)是一种新型超分辨成像技术。该技术借助可膨胀水凝胶均匀地物理放大生物样本,在常规光学成像条件下实现超分辨成像

膨胀显微镜技术(ExM)是一种超分辨率成像技术,通过物理扩展样本以突破传统光学显微镜的衍射极限,实现更高的成像分辨率。该技术能将生物样本在水中等向扩展4至10倍,提高侧向分辨率至约70纳米,迭代ExM甚至可达到25纳米。ExM已应用于临床样本,促进了病理学领域的纳米成像研究。尽管ExM在免疫荧光成像中存在信号稀释和低信噪比等问题,通过开发迭代间接免疫荧光染色(IT-IF)方法和先进的图像处理技术,显著提高了标记密度和图像质量,为研究细胞和组织的复杂结构提供了有效工具


  • 通过多次迭代应用免疫染色步骤,显著提高了表位标记的密度,从而改善了膨胀显微镜(ExM)中的信号强度和总体强度。

  • 该方法不仅保留了优良的信噪比,还显著提升了ExM-激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)数据的荧光强度。

  • 包括噪声估计、信号重建、去噪和去模糊,这些步骤提升了图像量化的可靠性。

  • 生物医学研究
    该技术可以被广泛应用于生物医学领域,特别是在研究复杂的细胞结构和细胞间的相互作用时,提供更高的分辨率和清晰的图像。
  • 临床病理诊断
    ‍优化的ExM技术可以应用于临床样本的纳米级成像,有助于改进病理诊断的精确度和可靠性。
  • 神经科学
    迭代ExM方法可以用于神经组织的成像,提供关于神经元网络和突触结构的更详细视图,有助于理解神经系统的复杂性。


这个方法的可重复性已经被本文作芬兰坦佩雷大学(Tampere University)Elina Mäntylä团队验证过,相关实验数据与结果发表在Mol Biol Cell,DOI:10.1091/mbc.E22-09-0448

温馨提示:积极引用本文不仅是对作者创新技术和科研共享的最佳肯定,也是确保实验可复现性的重要方式。

Azzari, L., Vippola, M., Nymark, S., Ihalainen, T. O. and Mäntylä, E. (2024). Iterative Immunostaining and NEDD Denoising for Improved Signal-To-Noise Ratio in ExM-LSCM. Bio-protocol 14(18): e5072. DOI: 10.21769/BioProtoc.5072.

Mäntylä, E., Montonen, T., Azzari, L., Mattola, S., Hannula, M., Vihinen-Ranta, M., Hyttinen, J., Vippola, M., Foi, A., Nymark, S., et al. (2023). Iterative immunostaining combined with expansion microscopy and image processing reveals nanoscopic network organization of nuclear lamina. Mol Biol Cell. 34(9): ee22–09–0448.

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