Miltenyi Biotec bringt das weltweit erste vollautomatische Lichtblattmikroskop auf den Markt.

Das UltraMicroscope Blaze ermöglicht die 3D-Bildgebung großer oder mehrerer Proben – über mehrere Größenordnungen hinweg.

Große Proben, wie beispielsweise eine ganze Maus, oder mehrere kleinere Proben können anhand des neuen Instrumentes in 3D mit subzellulärer Auflösung abgebildet werden. Das automatisierte Lichtblatt-Imaging mehrerer Proben gleichzeitig hat das Potenzial, die Grundlagen- und biomedizinische Forschung, insbesondere auf dem Gebiet der Immunonkologie und Neurowissenschaften, wesentlich voranzutreiben.

Die UltraMicroscope Blaze-Technologie gewährt eine völlig neue Sicht auf ganze Organismen, auf deren Struktur und ihre Funktionsweise. Die speziell entwickelten MI Plan-Objektive ermöglichen eine Bildgebung über mehrere Größenordnungen hinweg – von ganzen transparenten Mäusen bis zu subzellulären Strukturen.

Vorteile des neuen UltraMicroscope Blaze

• Vollständige Automatisierung: Das UltraMicroscope Blaze bietet eine automatisierte Probenausgabe und einen reibungslosen, automatischen Wechsel zwischen verschiedenen Objektiven und Vergrößerungen. Die Autofokusfunktion sorgt dafür, dass die Aufnahmen dabei jederzeit scharf bleiben.
• Bildgebung von großen oder mehreren kleineren Proben: Die große Probenkammer bietet Platz für eine komplette transparente Maus. Alternativ können mehrere kleinere Proben in einem Vorgang abgebildet werden, ohne dass ein manueller Eingriff oder eine Überwachung des Prozesses erforderlich sind.
• Modernste Optik: Die optimierte Proben-Ausleuchtung garantiert eine homogene Fluoreszenzanregung und die speziell entwickelte MI Plan-Objektivserie liefert eine beispiellose Bildqualität. In Kombination mit dem automatisierten Vergrößerungswechsler erreichen diese Objektive eine Gesamtvergrößerung von 0,6× bis 30× für die subzelluläre Bildgebung. Darüber hinaus sind die Objektive mit allen verfügbaren Clearing-Lösungen, mit Hilfe derer die Proben lichtdurchlässig gemacht werden, kompatibel. Dies bietet den Forschern eine hohe Flexibilität bei der Versuchsplanung. 

Anwendung des UltraMicroscope Blaze

Forscher im Bereich der Onkologie werden von diesem neuen Mikroskop umfassend profitieren. Ali Ertürk, Direktor am iTERM, Helmholtz Zentrum München, und sein Team gehören zu den ersten Anwendern. "Das UltraMicroscope Blaze ermöglicht uns, jede einzelne Krebsmetastase im ganzen Körper transparenter Mäuse aufzuspüren. Wir können auch sehen, ob Medikamente auf diese winzigen Mikrometastasen abzielen. Das UltraMicroscope Blaze wird ein leistungsstarkes Werkzeug für die Arzneimittelentwicklung in der Onkologie sein", erklärte Ertürk. Diese bahnbrechenden Ergebnisse wurden kürzlich in Cell¹ veröffentlicht. Auch im Bereich der Immunonkologie eröffnet das UltraMicroscope Blaze völlig neue Horizonte. Beispielsweise ermöglicht es 3D-Aufnahmen von tumorinfiltrierenden Lymphozyten, die Lokalisierung von CAR-T-Zellen in ganzen Organismen und die hochauflösende Analyse der Tumormikroumgebung.

Neurowissenschaftlern bietet das UltraMicroscope Blaze die Möglichkeit, 3D-Bilder des gesamten Gehirns in bisher nicht gekannten Details zu erstellen, wodurch beispielsweise Studien zur Pathologie der Alzheimer- und Parkinson-Krankheit in Mausmodellen maßgeblich unterstützt werden könnten.

Lichtdurchlässigkeit der Proben – der Schlüssel zur hochauflösenden 3D-Bildgebung

Um beste Imaging-Ergebnisse bei der Lichtblattmikroskopie zu erreichen, ist eine geeignete Probenvorbereitung mittels Clearing unerlässlich. Miltenyi Biotec bietet ein umfassendes Portfolio validierter Antikörper und Antikörper-Fluorochrom-Konjugate sowie das einfach anzuwendende neue MACS Clearing Kit an, welche den Lichtblattmikroskopie-Workflow vollständig unterstützen.

Die Lichtblattmikroskopietechnologie

Bereits verfügbare volumetrische Bildgebungstechniken wie die Magnetresonanztomographie (MRT) können ganze Organe und Tiere abbilden. Diese Techniken sind jedoch zum Beispiel nicht in der Lage, kleine Metastasen zu erkennen. Das UltraMicroscope Blaze überwindet diese Einschränkung und schließt die Lücke zwischen der hochauflösenden Bildgebung von Gewebeschnitten und der niedrigauflösenden Bildgebung ganzer Tiere. Das System verwendet eine Lichtblattbeleuchtung, die senkrecht zur Beobachtungsachse angeordnet ist. Die Entkopplung von Beleuchtung und Detektion verleiht dem Mikroskop die Eigenschaften eines virtuellen Mikrotoms, das dreidimensionale Bilder von großen transparenten Proben mit subzellulärer Auflösung produzieren kann. Durch das Bewegen der Probe durch das Lichtblatt wird ein Stapel von Bildern erzeugt, welche daraufhin zu einem 3D-Bild zusammengesetzt werden. Die dreidimensionale Darstellung kann wiederum einfach und zuverlässig analysiert werden.

Referenz

1. Pan, C. et al. (2019) Cell 179: 1661–1676. [PMID: 31835038]