Mikroskopsystem BioStation IM

Mikroskopsystem für Zell-Kultivierung und -Beobachtung

Von der Nikon GmbH, Mikroskope, gibt es eine neue Generation von „Live-Cell-Imaging-Systemen“. Die BioStation IM vereinigt in einem kompakten, geschlossenem Mikroskopsystem sowohl die Technologie für optimale Zell-Inkubationsbedingungen als auch gleichzeitige, leistungsstarke Phasenkontrast- und Fluoreszezmikroskopie für das Monitoring lebender Zellen. Das Besondere ist, dass Benutzer ohne großartige Kenntnisse in der Lebendzell-Mikroskopie unmittelbar vor Ort im Labor oder entfernt über digitale Netzwerke „Live-Cell-Imaging“-Experimente durchführen können. Die BioStation IM – I steht für „Incubation“ and M für „Monitoring“ – ist ein System, mit dem die mikroskopische Beobachtung und Aufzeichnung von Zell-Wachstum, -Morphologie und Gen-Expression direkt unter konstanten und exakt kontrollierbaren Kulturbedingen erfolgen kann – quasi das ferngesteuerte Phasenkontrast- und Fluoreszenzmikroskop im Brutschrank.

„Nikon’s BioStation IM bietet die phantastische Möglichkeit für Wissenschaftler in regenerativer Medizin, Stammzell- und Arzneimittelforschung, Zellbiologie und anderen Biowissenschaften, das Wachstum und die Morphologie sowie endogene Fluoreszmarkierungen in lebenden Zellen ausgiebig in Zeitrafferstudien zu studieren, ohne dass Spezialwissen über Live-Cell-Imaging-Mikroskopie sowie die komplexen Konfigurationsmöglichkeiten von Komponenten hierfür notwendig ist,“ sagt Dr. Jörg Kukulies, General Manager für den Bereich Mikroskopie der Nikon GmbH. „Die Biostation IM ist ein kompaktes System mit einfacher Bedienbarkeit, das qualitativ hochwertige Langzeit-Zeitraffer-Aufzeichnungen mit einem vielseitigen Mikroskop unter unglaublich konstanten und zuverlässigen Inkubationsbedingen für die lebenden Zellen erlaubt.“

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Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass epigenetische Veränderungen durch widrige und unregelmäßige Umgebungsbedingungen spontan in Zellen auftreten können. Optimale Bedingungen für ein ungestörtes Zellwachstum hängen sehr stark von der beständigen Kontrolle der Inkubationsbedingung – Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Gasgemisch – für die lebenden Zellen ab. Typische Gerätekonfigurationen mit diesem Anspruch sind routinemäßig schwer zu kontrollieren, da relativ teure und komplexe Mikroskopsysteme erforderlich sind, um die Zellen stets sowohl unter optimalen Bedingungen als auch über lange Zeit im Fokus zu halten. Dazu kommen die Erfordernisse, bei Fluoreszenzuntersuchungen (z.B. mit GFP) die Phototoxizität zu minimieren sowie durch motorisierte Komponenten die XY-Tisch- sowie die Z-Fokusbewegungen zu steuern; diese Komplexität sogenannter „Live-Cell-Imaging“-Systeme überträgt solche Experimente fast ausschließlich an Experten in multidimensionalen Mikroskoptechniken. Mit der BioStation IM braucht man diese komplizierte System-Konfigurationen nicht, weil sie als integriertes System alle diese Anforderungen in einfach bedienbarer Weise sowie in kompakter Bauart kosteneffektiv vereint.

Die BioStation IM braucht nicht viel Platz im Labor, besitzt ein stabiles, vibrationsfreies Gehäuse und birgt darin alles, was für qualitativ hochwertiges Langzeit-Imaging notwendig ist. Durch die gesamte Kontruktion der BioStation IM wurden thermische und mechanische Drifts eliminiert, so dass all opto-mechanischen Komponenten, z.B. Objektive, Tisch, etc., in absolut driftfreier Konstanz zueinander halten, um Bildsequenzen mit außergewöhnlich konstanter Fokuslage und Brillanz zu erzeugen.

Die BioStation ermöglicht multidimensionale Experimente für Freiheitsgrade in XY- sowie Z-Richtung, Phasenkontrast-Aufnahmen und Mehrfach-Fluoreszenz. Der integrierte, motorische XY-Tisch besorgt auch das Fokussieren in der Z-Richtung. Das optische System erzeugt hochauflösende Phasenkontrast-Bilder bei einer N.A. von 0,80 mit den Vergrößerungen 20x, 40x und 80x bei Petrischalen mit Deckglasböden oder die Vergrößerungen 10x, 20x und 40x bei einer N.A. von 0,50 bei Gefäßen mit Plastikböden. Die eingebaute, gekühlte CCD-Digitalkamera nimmt mit wissenschaftlicher Qualität die Zeitraffer-Aufnahmen auf. Diese können in Datenbanken gespeichert, angeschaut und ausgewertet werden, sogar auch dann, während ein Experiment gerade läuft.

Die spezielle Software gewährleistet die einfache Bedienung des Systems sowie die Durchführung der Experimente: Live-Beobachtung, Zeitraffer-Aufnahmen, Einstellungen und – als Option – die Betrachtung und Auswertung der Experimente. Der Benutzer wählt bzw. stellt über die Software ein: Die Inkubationsbedingen (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Gasgemisch), die Vergrößerungen, die Fluoreszenzwellenlängen, die XY- und Z-Bereiche in Phasenkontrast- oder Epi-Fluoreszenz-Mikroskopie.

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