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軟X射線細(xì)胞結(jié)構(gòu)顯微鏡

軟X射線細(xì)胞結(jié)構(gòu)顯微鏡——SXT-100

SXT-100是愛爾蘭SiriusXT公司推出的一款實(shí)驗(yàn)室級軟X射線顯微鏡,，無需同步輻射光源，實(shí)驗(yàn)室即可實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)成像,。在細(xì)胞原生狀態(tài)下,，經(jīng)過少量的制備步驟，無需固定,、染色或使用其他增強(qiáng)對比度的方法,，即可對厚度高達(dá)15μm的整個含水細(xì)胞的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)進(jìn)行高通量成像，分辨率可達(dá)40 nm,。通過檢測細(xì)胞內(nèi)的稀有生理現(xiàn)象,，揭示常規(guī)電子顯微鏡不易觀察到的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵變化,。

SXT-100能夠?qū)?xì)胞及細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行3D高分辨率無標(biāo)記成像，能夠獲得細(xì)胞的整體3D結(jié)構(gòu),、體積,、組成，并捕捉稀有生理現(xiàn)象,，主要應(yīng)用于細(xì)胞結(jié)構(gòu)分析,，病毒學(xué)研究，藥物研發(fā)等等,。

設(shè)備原理

傳統(tǒng)的軟X射線顯微鏡所需的X射線需要同步輻射光源產(chǎn)生,，意味著顯微鏡必須位于占地?cái)?shù)千平方米以上的同步輻射實(shí)驗(yàn)室內(nèi)。SXT-100的核心技術(shù)是一種小尺寸高性能軟X射線光源,，可放置于一般的實(shí)驗(yàn)室內(nèi),，發(fā)射的軟X射線經(jīng)過自愈光學(xué)元件收集、過濾并將軟X射線聚焦到待成像的細(xì)胞樣本上,。軟X射線成像在電磁波譜中的“水窗口"區(qū)域的波長下進(jìn)行,，水不吸收X射線，對X射線相對透明,，但有機(jī)分子會吸收這些X射線,，從而使軟X射線圖像具有高對比度。

設(shè)備特點(diǎn)

☆ 細(xì)胞以接近原生狀態(tài)進(jìn)行成像

☆ 最高40nm的3D超分辨成像

☆ 多角度照射,，成像更均勻

☆ 圖像具有高對比度,，無需染色等對比增強(qiáng)方法

☆ 具有多通道熒光成像功能

☆ 制樣步驟簡單

設(shè)備參數(shù)：

參數(shù)
軟X射線顯微鏡
視野	30 μm（放大倍數(shù)900x）
圖像3D分辨率	約30 nm（半間距）
圖像獲取時(shí)間	＜2小時(shí)（每100個2D投射）
熒光顯微鏡
熒光通道	5通道：DAPI，GFP,，RFP,，Cy5，Cy7
樣品
樣品裝載	碳支持膜銅網(wǎng) 超細(xì)玻璃毛細(xì)管
樣品旋轉(zhuǎn)角度	±60°（銅網(wǎng)） ±90°（毛細(xì)管）
樣品類型	貼壁細(xì)胞（銅網(wǎng)）懸浮細(xì)胞（毛細(xì)管）

測試數(shù)據(jù)：

淡水微綠球藻結(jié)構(gòu)

軟X射線細(xì)胞結(jié)構(gòu)顯微鏡

■ 在含ZrO納米顆粒的環(huán)境下培養(yǎng)4h的H8N8細(xì)胞

軟X射線細(xì)胞結(jié)構(gòu)顯微鏡

■ ZrO2在H8N8細(xì)胞中的聚集

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■ 人支氣管上皮細(xì)胞

■ 海拉細(xì)胞的線粒體

發(fā)表文章：

• Fahy, K., Kapishnikov, S., Donnellan, M., McEnroe, T., O'Reilly, F., Fyans, W., & Sheridan, P. (2024). Laboratory based correlative cryo-soft X-ray tomography and cryofluorescence microscopy. Correlative Light and Electron Microscopy V, 293.

• Fahy, K., Weinhardt, V., Vihinen-Ranta, M., Fletcher, N., Skoko, D., Pereiro, E., ... & McEnroe, T. (2021). Compact Cell Imaging Device (CoCID) provides insights into the cellular origins of viral infections. JPhys Photonics, 3(3).

• Kapishnikov, S., Hempelmann, E., Elbaum, M., Als-Nielsen, J., & Leiserowitz, L. (2021). Malaria pigment crystals: The achilles' heel of the malaria parasite. ChemMedChem, 16(10), 1515-1532.

• Kapishnikov, S., Staalso, T., Yang, Y., Lee, J., Perez-Berna, A. J., Pereiro, E., ... & Als-Nielsen, J. (2019). Mode of action of quinoline antimalarial drugs in red blood cells infected by Plasmodium falciparum revealed in vivo. Proceedings of the National Academy of Sciences, 116(46), 22946-22952.

• Kapishnikov, S., Leiserowitz, L., Yang, Y., Cloetens, P., Pereiro, E., Awamu Ndonglack, F., ... & Als-Nielsen, J. (2017). Biochemistry of malaria parasite infected red blood cells by X-ray microscopy. Scientific reports, 7(1), 802.

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