Отделение клеточной биологии

Отделение клеточной биологии оснащено современным оборудованием для проведения различного рода микроскопических исследований и пробоподготовки к ним.

Оборудование

Конфокальный микроскоп с полным комплектом программного обеспечения LSM 510 META NLO, Carl Zeiss, Германия, 2006 г.

Область применения:

Анализ распределения и интенсивности флуоресценции в фокальной плоскости и по объему в биологических образцах (клетках и тканях) в диапазонах длин волн: — в конфокальном режиме — от 458 нм до 633 нм; в мультифотонном режиме — в соответствии с диапазоном ИК-лазера (710—990 нм).
Определение характеристических времен затухания флуоресценции в изучаемом образце.
Анализ изображений в режиме FLIM (fluorescence lifetime image microscopy — флуоресцентная микроскопия в реальном времени, дающая возможность определять характеристики затухания флуоресценции).
Анализ методом FRAP.
Определение колокализации флуоресцентных молекул, как по наложению «красок», так и по данным FRET (флуоресцентного резонансного переноса энергии).

Технические характеристики:
Многофункциональный лазерный сканирующий микроскоп для исследовательских задач, для работы с живыми биологическими объектами.

Сканирующий модуль:

МЕТА сканирующий модуль с двумя одноканальными детекторами и одним полихроматическим 32-х канальным МЕТА детектором для быстрой записи спектрального профиля (Lambda Stacks);
Два независимых гальванометрических сканирующих зеркала;
Сканирующее разрешение от 4 х 1 до 2048 х 2048 пикселей;
13 х 2 скоростей; 5 рамок/сек при 512 х 512 пикселей, 0.38 мсек/линию 512 пикселей;
Сканирующее увеличение ZOOM 0.7 х-40 х с шагом 0.;
Индивидуальный конфокальный pinhole для каждого канала с плавной регулировкой размера и позиции.

Лазерный модуль:

AOTF — температурно-стабилизированный программируемый акустооптический плавнорегулируемый фильтр; одновременный контроль интенсивности до 6-ти лазерных линий, время переключения < 5 мксек;
Видимый диапазон (VISАг лазер (458, 477, 488, 514 нм) 30 мВт; HeNe лазер (543 нм) 1 мВт; HeNe лазер (633 нм) 5 мВт;
Инфракрасный диапазон (NIR): импульсный перестраиваемый NIR лазер (710—990 нм) для мультифотонного изображения (NLO — нелинейная оптика);
Максимально до 4-х лазерных источников одновременно.

Система лазерной микродиссекции PALM MicroBeam 4.2, Carl Zeiss, Германия, 2009 г.

Одна из важнейших и сложнейших задач при проведении микроопераций с биообъектами — выделение интересующего элемента (например, живой клетки, хромосомы, макромолекулы определенного вида) из имеющегося биологического материала без его загрязнения и повреждения. Лазерная микросистема позволяет успешно решать эту задачу.

Сфокусированный УФ-лазерный луч (длина волны не более 350 нм) длительностью всего в 3 наносекунды не только вырезает нужный микрообъект, не повреждая его, но и катапультирует в улавливающий микроконтейнер, отделяя таким образом от остального материала. Мощность лазерного пучка и фокусировка автоматически регулируются с большой точностью. Этим же лазерным лучом можно предварительно разрушить в исследуемом образце те элементы, которые могут мешать выделению (иссечению и катапультированию) нужного объекта.

Принцип лазерного иссечения с помощью УФ-лазера, заложенный в микросистеме PALM Microbeam (компания PALM Microlaser Technology недавно объединилась с корпорацией Carl Zeiss), основан на явлении так называемого «абляционного фоторазложения» — фотохимического процесса уноса массы с поверхности твердого тела без теплообмена с окружающей средой. Узкий лазерный пучок фокусируется чуть ниже биологического объекта, на подложке, на которой он расположен. В фокусе пучка достигается экстремально высокая плотность фотонов (плотность энергии более 1012 Вт/см2), которая достаточна для разрыва молекулярных связей биомолекул на ионы, электроны и другие частицы, т.е. для образования плазмы. Формирование и разрушение микроплазмы вблизи фокальной точки лазера происходит в течение наносекунд, то есть настолько быстро, что не происходит теплопереноса за границы сфокусированного лазерного пятна.

Этот же процесс является движущей силой катапультирования. Все происходящее визуализируется с помощью видеокамеры и записывается на управляющий компьютер, где хранится подробная информация обо всех манипуляциях и экспериментах. Компьютер регулирует скорость вырезания объекта, интенсивность лазерного луча, позиционирует луч в интересующем месте и т.д.

Микродиссекция может использоваться для большого числа манипуляций с биологическими и медицинскими объектами: выделения и анализа ДНК, РНК, хромосом и изучения экспрессии генов, клонирования, культивирования клеток, исследования раковых тканей, искусственного оплодотворения и т.д.

Лазерная микродиссекция для всех типов тканей и клеток: парафиновые срезы, замороженные срезы (крио-срезы), культуры тканей in vitro, распределенные метафазные хромосомы, цитоспины, адгезивные материалы, живые клеточные культуры (выращенные в чашках Петри). Толщина разреза: не более 40 мкм при работе с объективом 20х; не более 10 мкм, при работе на 100х объективе.

Автоматический прецизионный микротом с вибрирующим лезвием HM 650V, Microm, Германия, 2008 г.

Производство срезов преимущественно живых или фиксированных тканей. Микротом оснащается прецизионным шаговым двигателем, который позволяет устанавливать необходимую толщину срезов в диапазоне 1—1500 мкм, при этом желаемую толщину можно устанавливать с шагом 1, 2, 3 и 5 мкм для чистовых срезов и 5, 10, 25 50 мкм для срезов выравнивания. Интуитивное меню позволяет установить частоту вибрации лезвия микротома — от 30 до 100 Гц, а амплитуду вибрации лезвия микротома по горизонтали — от 0.1 до 1.2 мкм с шагом в 0,1 мкм.

Автоматический прецизионный микротом в комплекте со стереомикроскопом Stemi-2000 широкопольной лупой с подсветкой HM 360, Microm, Германия, 2006 г.

Пробоподготовка для микротомирования образцов, заключенных в заливочные смеси различной плотности (парафины, смолы и тд.). Держатели для: одноразовых ножей, твердосплавных ножей, стеклянных и алмазных ножей. Широкий спектр держателей образца. Толщина среза 0,25—200 мкм.

Специализированная цифровая видеокамера высокого разрешения c программным обеспечением Color ViewII, Olympus GmbH, Япония, 2006 г.

Получение и анализ изображений высокого качества на флуоресцентном микроскопе. Программный пакет Cell*F с расширенным приложением для флуоресцентной микроскопии.

Стереомикроскоп Stemi 2000СS, Carl Zeiss, Германия, 2008 г.

Проведение морфолого-анатомических исследований в широком диапазоне малых увеличений, а также прижизненных наблюдений в динамике и статистически значимых объемах. ZOOM 1:7,7, увеличение до 225х. Методы исследования: проходящий и падающий свет, люминесценция, поляризованный свет, осветители: галогенный; волоконный с 1-3 гибкими жгутами типа «гусиная шея»; круговой; люминесцентный. Набор дополнительных линз (0,3х; 0,4х; 0,63х; 2х). Набор окуляров: 10х;16х;25х.

Услуги, оказываемые отделением

Приготовление срезов фиксированного биологического материала в различных заключающих средах (парафины, полиэтиленгиликоли).

Приготовление срезов биологических образцов без предварительной фиксации/замораживания с помощью автоматического микротома с вибрирующим лезвием.

Изучение методами световой микроскопии высокого разрешения: дифференциальный интерференционного контраст (неокрашенные прозрачные объекты), проведение микроскопии в светлом поле (микроскопия окрашенных препаратов), в фазовом контрасте (микроскопия неокрашенных препаратов), а также интерференционной микроскопии (измерения количества сухого вещества, показателей преломления и толщины объектов).

Флуоресцентная микроскопия: широкопольная флуоресцентная микроскопия, программная деконволюция, структурированное освещение, многоцветная многоканальная флуоресценция с использованием широкополосных и комбинации узкополосных фильтров.

Сканирование объекта на лазерном сканирующем конфокальном микроскопе, получение z-серий оптических срезов с последующей реконструкцией трехмерных изображений.

Полнофункциональный анализ микроскопического изображения: морфологический анализ, количественные методы, эксперименты во времени, статистическая обработка, FRET (Fluorescence Resonance Energy Transfer), FRAP (Fluorescence Recovery After Photobleaching) и др. (с применением полного пакета программных модулей LSM510 Версия 4.2, Carl Zeiss, Германия).

Микродиссекция отдельных клеток или группы клеток растений, грибов из фиксированных образцов.

Микродиссекция отдельных клеток или группы клеток растений, грибов, а также бактерий из нефиксированных образцов.

Микродиссекция отдельных хромосом.