Live Cell Super-Resolution 4D-Microscopy: MultiFocus SIM
- Reference number
- ITM17-0346
- Start and end dates
- 190101-221231
- Amount granted
- 5 650 432 SEK
- Administrative organization
- KTH - Royal Institute of Technology
- Research area
- Life Science Technology
Summary
We will construct a new type of super-resolution microscope for 4D (3D + time) bioimaging. To accomplish this, we will merge the super-resolution technique Structured Illumination Microscopy (SIM) with the instant 3D imaging technique Multifocus Microscopy (MF). The instrument will provide an unprecedented capacity for fast, live super-resolution 3D imaging in biology. This unique instrument, Multifocus-SIM (MF-SIM), will give at least a two-fold improvement beyond the classical resolution limit in all three dimensions at high speed (>10 3D volumes per second). The microscope will be constructed in the super-resolution microscopy facility at SciLifeLab, Stockholm, which is the national infrastructure and competence center for advanced light microscopy in Sweden. We have recently in a proof of concept study demonstrated the feasibility and capacity of the MF-SIM technique (Abrahamsson et al. 2017). The construction of MF-SIM as an instrument for biological research will allow its future users to visualize the dynamics of processes of life that have hitherto only been observable in fixed specimens or been restricted to 2D observations. We expect the MF-SIM to open up new fields of research in cell biology with important implications for life-science and medicine. MF-SIM will provide a significant new capability to the Swedish microscopy infrastructure, not available yet elsewhere, and will give Swedish research a competitive edge in microscopy and super-resolution imaging.
Popular science description
Mikroskopin har genomgått en revolution under de senaste tio åren, en utveckling som fått mycket uppmärksamhet och bl.a. belönats med nobelpriset i kemi. Trots alla mycket avancerade mikroskopitekniker som nu finns tillgängliga finns det fortfarande behov av en instrumentutveckling för att täcka behov inom biologisk avbildning som de existerande teknikerna inte klarar. Inom cellbiologin finns ett stort intresse för att kunna studera biologiska processer i den levande cellen med hög upplösning i både rum och tid. Vi kommer i detta projekt att konstruera en ny typ av fluorescensmikroskop som kombinerar superupplösning med simultan 3D registrering. Det nya instrumentet kallas för ”multifokus SIM mikroskop” eller MF-SIM, och baseras på utvecklingen av två separata tekniker som var och en har visat sig av stort värde. Kombinationen av dessa tekniker i ett och samma mikroskop kommer att ge de egenskaper som nu efterfrågas. Instrumentet kommer att ha en 3D upplösning som är minst två gånger högre än vad klassiska mikroskop klarar i alla tre dimensionerna och samtidigt kunna ge den fullständiga 3D informationen med tillräckligt hög hastighet. Mikroskopet kommer att byggas på SciLifeLab i ett samarbete mellan forskare och ingenjörer i Kalifornien och Stockholm och göras tillgängligt för användare inom den nationella infrastrukturen för mikroskopi.