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TIRF Imaging
TIRF Objectives and IXplore TIRF

TIRFアプリケーション用高解像対物レンズ

TIRF観察では対物レンズの高いNAが非常に重要な要素となります。全反射蛍光顕微鏡のパイオニアであるオリンパスは、従来より世界最高*1のNA1.7を有する対物レンズをはじめ、60倍から150倍の高NA対物レンズをラインナップしてきました。近年では、より高い定量性が求められる一分子蛍光イメージングやsCMOSカメラなどを用いた広視野観察の需要が高まっています。それらに最高の性能で応えるため、オリンパスは独自のレンズ製造技術を新規開発し設計の自由度を高め、世界初*2のNA1.5を有するプランアポクロマート対物レンズを実現しました(60倍と100倍)。これらは、これまで困難であった広い視野での画質の均質性と高いNAを両立しており、信頼性の高い画像を提供します。

*1 2018年11月時点、オリンパス調べ。
*2 2018年11月時点、オリンパス調べ。

Total Internal Reflection Fluorescence (TIRF) Objectives

細胞膜張力センサータンパク質“FBP17”の膜への重合・脱重合のライブ観察(UAPON100XOTIRF*4)①

 高いNAによるエバネッセント光の染み出し深さの調整により、高いS/N画像の取得が可能です。

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細胞膜張力センサータンパク質“FBP17”の膜への重合・脱重合のライブ観察(UAPON100XOTIRF*4)②

ミオシン(Lifeact-mC)の活性をミオシン阻害剤であるblebbistatinで阻害すると、FBP17(GFP-FBP17)は先導端から瞬時に脱重合することがわかります(175sec)。さらに、このとき高張液(hypertonic)を加えて、細胞膜の張力を人工的に低下させると、FBP17は細胞の全体にわたりランダムに重合しました(260sec)。
マージ画像はミオシン(赤)、FBP17(緑)。

*4 UPLAPO100OHRの前機種
標本作製、画像の取得・提供にご協力賜りました先生;
神戸大学バイオシグナル研究センター 生体膜機能研究分野 辻田和也助教、伊藤俊樹教授
参照論文;Nat Cell Biol. 2015 Jun;17(6):749-58. doi: 10.1038/ncb3162.

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1分子蛍光イメージングによる細胞膜イオンチャネル複合体のサブユニットカウンティング(APON100XHOTIRF)①

• NA 1.70による高解像でより明るい1分子TIRFイメージング

細胞膜イオンチャネルKv4.2に結合する修飾タンパク質DPP10が、ひとつのKv4.2/ DPP10複合体中に何分子含まれるかをサブユニットカウンティングで解析。サブユニットカウンティング*5とは、mEGFP等の蛍光タンパク質で標識したタンパク質(サブユニット)を励起レーザーで連続的に蛍光褪色させ、その蛍光褪色の経過を1分子蛍光イメージングでライブ観察する手法です。1分子レベルの場合、蛍光分子の数に応じて段階的に蛍光褪色していくため、この場合、Kv4.2-mCherryとmEGFP-DPP10が共局在するスポットの階段状の褪色イベントを数えることで、DPP10の分子数を決定することができます。
本実験では、サブユニットDPP10Kv4.2が最大4分子でイオンチャネルKv4.2と複合体を形成しているのがわかりました*6。APON100XHOTIRFを用いればこのような蛍光褪色による極めて微小な蛍光シグナル変化の差を正確に定量化することできます。

*5 Ulbrich, MH, and Isacoff EY. “Subunit counting in membrane–bound proteins.” Nature Methods, 4 (2007): 319–321.Sprowl JA et al.
“A phosphotyrosine switch regulates organic cation transporters.” Nat Commun. 2016 Mar 16;7:10880. doi: 10.1038/ncomms10880. Levitz J et al.
“Heterodimerization within the TREK channel subfamily produces a diverse family of highly regulated potassium channels.” Proc Natl Acad Sci U S A. 2016 Mar 28.
pii: 201522459. [Epub ahead of print]
*6 Kitazawa M, Kubo Y, and Nakajo K. “Kv4.2 and accessory dipeptidyl peptidase–like protein 10 (DPP10) subunit preferentially form a 4:2 (Kv4.2:DPP10) channel complex.” J Biol Chem, 290 (2015): 22724–22733.

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1分子蛍光イメージングによるサブユニットカウンティング概念図

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1分子蛍光イメージングによる細胞膜イオンチャネル複合体のサブユニットカウンティング(APON100XHOTIRF)②

最初の5秒間でmCherryを励起して、Kv4.2-mCherryの局在位置を可視化。その後の約10秒間でmEGFPを励起して局在の可視化ならびに連続的に蛍光褪色させます。2種類の蛍光分子が共局在した1つ1つのスポット(白矢尻)の蛍光強度変化をグラフにしたところ、mEGFPが最大4段階で褪色しているスポットが存在し、これらKv4.2イオンチャネル複合体中にはmEGFP-DPP10が最大4分子結合することがわかりました。

標本作製、画像の取得・提供にご協力賜りました先生;
生理学研究所 神経機能素子研究部門 北沢 和寛先生、久保 義弘先生、中條 浩一先生*
* 現:自治医科大学 医学部 生理学講座統合生理学部門

TIRF対物レンズ セレクションガイド

作動距離
(mm)
倍率 対物レンズ視野数*3 開口数 カバーガラス厚 浸液
UPLAPO60XOHR 0.11 60X 22 1.50 0.13-0.19 オイル
UPLAPO100XOHR 0.12 100X 22 1.50 0.13-0.19 オイル
APON100XHOTIRF 0.08 100X 22 1.70 0.15 専用オイル
UAPON150XOTIRF 0.08 150X 22 1.45 0.13-0.19 オイル

*3 組み合わせ可能接眼レンズの最大視野数

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*バナー画像:標本の制作、画像の取得・提供にご協力賜りました先生
神戸大学 バイオシグナル研究センター 生体膜機能研究分野 辻田 和也助教、伊藤 俊樹教授
参照論文:Nat Cell Biol. 2015 Jun; 17(6):749-58. doi: 10.1038/ncb3162.

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