生物膜是維持細胞基本形態結構和功能的基礎，隨著分子生物學的發展，科學家越來越多地發現生物膜，尤其起基礎作用的細胞膜，在遺傳信息傳遞、外界刺激感受、離子運輸和維持細胞內穩定等幾乎所有細胞內外間的交流發揮不可替代作用，因此衍生出如膜生物學、信號通路學等多個專門研究細胞膜的分支學科。

細胞膜屬于亞細胞結構，由于其厚度十分薄（7~8 nm）且物理上是彈性半透性的不規則 3D 結構，而且隨生物種類、組織類型的功能差異變化巨大，因此在研究時，對細胞膜的觀察常常成為科學家面臨的一道難題。

對于細胞膜的觀察工具，我們首先想到的是普通的倒置熒光顯微鏡，或者共聚焦顯微鏡。但是，做過的同學都知道，這既需要大量的摸索經驗，有時也需要一些運氣，因此，簡單可靠、重復性好且分辨率高的細胞膜成像工具成為越來越多科學工作者的期望。

▲ Leica DMi8 Infinity TIRF with Live Cell

今天，給大家介紹一款專業膜成像工具——Leica DMi8 Infinity TIRF 全內反射熒光顯微鏡。

廢話不多說，先上幾個結果：

動物細胞膜觀察

視網膜色素上皮細胞細胞膜上的皮層肌動蛋白遷移

斯坦福大學 Tobias Meyer 實驗室 Anjali bisaria 使用 Leica DMi8 Infinity TIRF 觀察視網膜色素上皮細胞膜結構，發現：質膜內表面的肌動蛋白層（actin cortex）的極化是影響細胞遷移的十分重要的促進因素（圖1）。

▲ 圖 1：RPE-1（視網膜色素上皮）細胞沿纖維連接蛋白遷移

綠色--細胞膜，紅色--肌動蛋白層，TIRF mode, 100x PLAN Apo 物鏡

左圖為普通熒光顯微鏡成像，右圖為 TIRF 成像

沒有核質背景干擾的 TIRF 中，細胞膜突出絲及極化的黃色（紅綠疊加）肌動蛋白層清晰可見，極化方向與細胞運動方向相同

經過和普通熒光顯微鏡、共聚焦顯微鏡等多種方法對比，該研究小組終使用 DMi8 Infinity TIRF 觀察到了無胞質/核背景干擾的長時間序列、高分辨率細胞膜結構動態（圖2）。

▲ 圖 2：開啟 AFC 焦面追蹤后，長時間成像仍可保持焦面穩定、圖像清晰

每分鐘記錄一次，采集時間 3 小時

將 DMi8 Infinity TIRF 與 Navigator（導航和圖像拼接模塊）結合起來，可以進行微孔板的多孔和多視野、長時間 Time-lapse（圖2）或玻片大范圍采集等各種實用的成像方式（圖3）。

▲ 圖 3：Navigator + TIRF, 100x PLAN Apo 物鏡，180 幅拼接圖像

植物細胞骨架觀察

細胞微管結構與植物細胞形態發育

卡耐基科學研究所 David Ehrhardt 實驗室利用活細胞成像技術和分子遺傳學手段研究植物細胞發育和形態發生，以可視化和研究分子和細胞器的形成和動態行為，特別是細胞如何產生不對稱和特化的形狀，如微管骨架皮層的結構重組以及該結構如何影響細胞膜和細胞壁，從而指導細胞生長和分裂。

▲ 圖 4：mCherry-TUA5 標記的擬南芥下胚軸細胞，100x Plan Apo 物鏡

上圖左：普通熒光顯微鏡成像

上圖中：大入射角光學薄層照明（ HILO）成像

上圖右：TIRF 成像，可以清晰觀察到微管骨架皮層結構及內部分子排列

DMi8 Infinity

一個平臺，無限可能

基于 DMi8 you秀的光路設計和 Leica 可靠的光學元器件品質，DMi8 Infinity TIRF 增加了全內反射熒光（Total Internal Reflection Fluorescence, TIRF）成像技術【科普：TIRF 是 1980s 初由密歇根大學安娜堡分校的 Daniel Axelrod 開發的熒光顯微技術。TIRF 顯微鏡提供的圖像具有非常高的軸向分辨率（低于 100 nm）】，因此，非常適合貼壁膜及膜相關結構和過程的觀察（圖5）和超高分辨率的單分子定位超分辨成像。

▲ 圖 5：普通倒置熒光顯微鏡（左）與 TIRF 顯微鏡（右）的原理對比

此外，與 Infinity Scanner 組成的 DMi8 Infinity TIRF Scanner，可以實現 TIRF、FRAP（熒光漂白恢復）、光轉化、光消融、光遺傳學等眾多應用的結合，成為您實現一臺顯微鏡開展多種應用的理想之選。

Leica DMi8 Infinity TIRF 技術優勢

用戶之聲

“DMi8 Infinity TIRF 是一種多功能、用戶友好型系統，具備超高分辨率 (super-resolution)、光操作和光遺傳學應用等特性，讓生物醫學研究人員在研究細胞膜時如虎添翼。”