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極低温での発光イリジウムまたはレニウム錯体で標識された細胞構造のカソードルミネッセンスイメージング

Sep 11, 2023

Scientific Reports volume 12、記事番号: 13432 (2022) この記事を引用

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1 オルトメトリック

メトリクスの詳細

我々は、発光遷移金属錯体のグループからの 2 つの生細胞イメージング剤 (IRAZOLVE-MITO および REZOLVE-ER) をカソードルミネッセンス プローブとして使用することを初めて報告します。 この最初の実験的デモンストレーションは、極低温走査型電子顕微鏡で直接、ナノスケールおよび天然状態に近い細胞構造を同定するための両方のプローブの応用を示しています。 このアプローチは、相関アプローチやマルチモーダルアプローチに適用できる可能性があり、低電子ビームエネルギーでガラス化サンプル内の特定の領域をターゲットにするために使用できます。

電子顕微鏡では、細胞構造が驚くほど詳細に明らかになります。 しかし、本来の低温固定環境におけるナノスケール構造の特異的な局在化はまだ初期段階にある。 室温で構造の位置を特定するための現在のアプローチには、免疫金標識およびアフィニティー金標識が含まれますが、化学標識が使用されることはあまりありません 1。 別の可能性は、生体直交標識、遺伝子発現タグ、または蛍光プローブの組み込みであり、その検出は、超解像顕微鏡および極低温蛍光顕微鏡を使用して、同じ細胞内の超微細構造(相関光学顕微鏡および電子顕微鏡)と相関付けられます2、3、4、5。 近年急速に進歩したこれらのイメージング技術は、構造的状況において分子がどのように機能するかを理解する上で大きな進歩をもたらしました。

ここでは、カソードルミネッセンス (CL) イメージングのための IRAZOLVE-MITO および REZOLVE-ER プローブの使用について検討します。 CL は、加速された電子による励起に応じた材料からの光子の放出です。 生体試料 6,7、有機蛍光体 8,9,10、タンパク質、半導体量子ドット 11 からの CL 発光の検出は、生体試料の構造的損傷により加速された電子ビームの下でさらに急速に漂白される低強度の光信号のため、非常に困難です。材料。 対照的に、発光性無機ナノ結晶(ナノダイヤモンドや希土類元素ドープナノ結晶など)は、狭い発光スペクトルを持つ明るく安定した CL プローブとして重要性が高まっています12、13、14、15、16、17、18。 希土類元素をドープしたナノ結晶は、相関 (多色) CL 電子顕微鏡に役立つ可能性があります。 具体的には、集束イオンビーム走査型電子顕微鏡 (FIB-SEM) を使用して、エポキシ樹脂ブロック内のヒト血管内皮細胞内で、低電子加速電圧 (≤ 2 kV) で YVO4:Bi3+、Eu3+、および Y2O3:Tb3 ナノ結晶を CL および BSE で同時に検出しました。 )19. FIB-SEM を使用して、エポキシ樹脂に埋め込まれたヒト細胞のエンドサイトーシス コンパートメント内の LaF3:Tb3+ 粒子を検出しました 12。 直径約 10 nm のナノ結晶 (Y2O3∶Tb3+、Y2O3∶Eu3+、LaF3:Tb3+) は、高加速電圧 (80 keV、2 nA) においても、電子ビーム露光に対して CL 信号の顕著な耐性を示しました。 、100 ミリ秒/ピクセル)。 これらは、初期強度と比較して 97% 以上の CL 強度を 1 分間維持しました20。

IRAZOLVE-MITO および REZOLVE-ER プローブは、タイムラプス イメージング用に設計されました 21,22。 REZOLVE-ER、化学的には fac-[Re(CO)3(1,10-フェナントロリン)(4-ピリジルテトラゾレート)] は、核膜および小胞体に特異的に局在し、細胞膜でのエキソサイトーシス イベントの検出も可能にします 21。 IRAZOLVE-MITO (シクロメタル化 2-フェニルピリジンおよび 5-(5-(4-シアノフェン-1-イル)ピリド-2-イル)テトラゾラート配位子と錯体を形成したイリジウム) は、生細胞内のミトコンドリアに対して高い特異性を持ち、その発光スペクトルは 505 ~ 625 nm の範囲にあります22。 どちらのプローブも細胞膜に迅速に浸透し、細胞毒性が低く、光退色に耐性があり、有機蛍光色素とは対照的に、数百ナノ秒からミリ秒の範囲の長い励起状態寿命を持っています23。 励起状態寿命の延長は、プローブの構造配置と、Ir および Re21、22 の励起三重項多重度の性質に起因します。 遷移金属錯体は、d ブロック金属中心の存在により、新しい電子状態へのアクセスを可能にします。 これにより、独自の光物理的および光化学的特性 (光退色に対する高い耐性、励起状態の寿命の延長、および長時間の露光時間にわたる低い細胞毒性) が生じ、これらのプローブは長期の生細胞イメージングにとって価値のあるものになります 23,24,25。

我々は、最初にホログラフィック顕微鏡法と蛍光を組み合わせて、Vero 細胞における in vivo REZOLVE-ER および IRAZOLVE-MITO の染色パターンを視覚化しました。 色素をそれぞれ 50 μM および 20 μM の濃度で使用し、30 分間または一晩インキュベートしました (サポート情報を参照)。 REZOLVE-ER 染色は核周囲の網状ネットワーク上で観察されましたが、IRAZOLVE-MITO は小胞様構造、おそらくリソソーム内に蓄積しました。 しかし、IRAZOLVE-MITO 適用前に事前固定された細胞では、染色パターンが変化し、細胞全体に広がる顆粒構造および糸状構造が標識されました (図 1)。 同様の観察が、ミトコンドリア染色剤 MITOBLUE (蛍光ビスベンズアミジン誘導体) で染色された Vero 細胞でも見られました 26。

REZOLVE-ER プローブと IRAZOLVE-MITO プローブは、それぞれ Vero 細胞の小胞体とミトコンドリアのイメージングに使用されました。 ホログラフィック顕微鏡 3D Cell Explorer (Nanolive)。 バー20μm。 RI (屈折率)。

CL イメージングは​​、クライオ走査型電子顕微鏡 (クライオ SEM) 観察前に凍結破砕された染色された高圧凍結細胞に対して実行されました。 REZOLVE-ER (図 2、左パネル) と IRAZOLVE-MITO (図 3) は、蛍光 (図 1) とほぼ一致する強い CL シグナルを示すことがわかりました。

REZOLVE-ER で in vivo で染色した凍結破砕した Vero 細胞の SEM。 対応する画像は、Crytur カソードルミネッセンス検出器 (CL) および Everhart-Thornley 検出器 (SE) を使用して、-140 °C、5 keV で撮影されました。 CL 画像は色付けされ、SE 画像と結合され、正確な構造オーバーレイが示されました。 CL シグナルは、骨折領域内の染色された細胞の位置を見つけ、標識された細胞コンパートメントを識別するのに役立ちました。 矢印は無傷の細胞を示します。 SEM日本電子7401F。 バー: 10 μm。

IRAZOLVE-MITO で染色した Vero 細胞の相関クライオカソードルミネッセンス (CL) 走査型電子顕微鏡。 (A〜E) In vivo で染色した細胞を凍結、破壊し、Crytur CL 検出器 (4 keV) および Everhart-Thornley 検出器 (ETD、1 keV) を使用して -135 °C で画像化しました。 (F – H) 化学的に事前固定された細胞を染色し、高圧で凍結し、CL (F) と ETD (G) を使用して 4 keV で対応する画像を撮影しました。 バー: 1 μm (A ~ E)、10 μm (F ~ H)。 SEM日本電子7401F。 CL と地形画像は手動で結合されました (A、H)。

クライオ SEM では、CL により広い領域にわたる染色された細胞小器官の迅速なマッピングが可能になり、ガラス化培地に埋め込まれた無傷の細胞と区別できるため、対象領域へのナビゲーションが容易になりました。 低倍率では、CL は細胞の形状と核の位置を明確に示しました。 連続した二次電子画像によりサンプルのトポグラフィー データが得られ、追加の細胞小器官の同定が可能になりました (図 2、左パネル、図 3D、E)。 取得パラメータが地形測定 (1 kV) と CL (4 kV) 測定に一致しなかったため、登録は定義されたランドマークを使用して手動で実行されました。 未染色細胞を陰性対照として使用し、IRAZOLVE-MITO と REZOLVE-ER の両方の視覚化に使用した設定では内因性 CL が検出されなかったことを確認しました (データは示さず)。

また、室温での従来の SEM 準備プロトコルの個々のステップが CL 信号にどのような影響を与えるかを調べることも目的としていました。 凍結水和細胞(図S1A)とは対照的に、室温で有機溶媒(エタノール、アセトン)を使用して脱水したアルデヒド固定細胞はCLシグナルを示さなかった。 CL シグナルは空気乾燥 (またはロータリーポンプ乾燥) 後も部分的に保存されました。 ただし、電子ビーム励起のほぼ直後に漂白されました(図S1B、C)。

CL は、2 つの異なる CL 検出器を使用して独立して取得されました。Crytur CL 検出器 (図 2、3、図 S1、S3、S5) または SEM Magellan 400L に取り付けられた Gatan の MonoCL4 + CL 検出器 (図 S2 のみ)ここで、5 kV、0.1 nA、および -140 °C での CL 発光スペクトルも測定しました。 REZOLVE-ER 染色の CL スペクトルは、550 nm 付近を中心とする主要な初期発光バンドを示しました (図 4A)。これは、500 ~ 650 nm の間の REZOLVE-ER の発光プロファイルと一致しました 27。 IRAZOLVE-MITO の支配的な CL 発光バンドは 520 nm 領域にありました (図 4B)。 ただし、連続 CL スペクトル取得中に線形に増加する吸収電子線量はイリジウム錯体を漂白し、そのため長波長でのスペクトルの記録を損なう可能性があります。 403 nm で励起された IRAZOLVE-MITO の発光間隔は 505 ~ 625 nm でした 24。 両方の CL 発光最大値は -140 °C で得られ、おそらく室温で得られたルミネッセンス発光最大値と比較して青方偏移しています。 室温に対して-196℃で得られる有機金属錯体のルミネッセンス発光最大値のブルーシフトは以前に観察されており、リジドクロミック効果で説明されています27。

REZOLVE-ER (A) および IRAZOLVE-MITO (B) プローブの CL 発光スペクトルは青緑色で示されています。 (A) 比較のために、データシートによると、REZOLVE-ER の吸光度/発光スペクトルは 350 ~ 405 nm/500 ~ 650 nm (緑色) です。 CH2Cl2 中の IRAZOLVE-MITO の広い発光バンドは、約 605 nm に中心があります24。 CL 発光スペクトルは、MonoCL4 検出器により -135 °C で測定されました。 優勢だったのは約 100 メートルのバンドでした。 REZOLVE-ER (A) の場合は 550 nm、IRAZOLVE-MITO 色素 (B) の場合は 525 nm。

両方のプローブの CL 放射を生成する最低加速電圧は 2 kV でした。 ただし、最適な信号対雑音比は、4〜5 kV(図S3A)および30〜300 pAのプローブ電流(図S3B、C)で得られました。

これらのパラメータで、電子散乱のモンテカルロ シミュレーションに基づいて CL 信号の空間分解能と横方向分解能を推定しました。 シミュレーションにより、電子相互作用体積内のバルクサンプル(ここでは生物学的サンプルの主要部分としての非晶質氷)におけるCL生成を定量的に推定することができます(図S4A)。 実際のビーム位置付近の最高 CL 強度は、半径が増加するにつれて大幅に減少しますが、依然として顕著なバックグラウンドで数百 nm まで干渉します (図 S4B)。 z 軸では、CL 信号の大部分は表面下の約 250 nm の深さで生成されると推定されました。 これは、初期ビーム強度の 20% 未満がこの深さに到達した場合でも、大幅に高い照射量によって得られます。 xy 平面では、信号の大部分 (60% 以上) が半径 < 8 nm (シミュレートされたビーム直径は 4 nm) から生成されます。 これらの理論値は、サンプルの不均一性、CL 放出粒子/化合物の分布、または実際のサンプルにおける光の屈折/吸収によって強く影響されます。 分解能を高めるには、一次ビームのエネルギーを下げるか、特徴的な電子相互作用洋ナシ型が十分に発達していない電子透明サンプルを使用する必要があります。 次に制限要因となるのは、CL 検出器の感度、作動距離、電子ビーム下での試料の安定性です。

選択したパラメータ(4 kV、15 μs、300 pA、−140 °C)の下で、金スパッタコーティング(〜2 nm)の有無でIRAZOLVE-MITO染色構造で測定した強度プロファイルからのCL信号の減衰を比較しました(図5)。 最初と次の3つのSEM画像からの25のコーティングされていないCL領域にわたるCL強度の測定から、各画像の平均ピクセル強度を計算しました(領域6は除外されました、図5A;図S5を参照)。

CL 検出器と SEM の同じパラメーター (4 keV、15 μs、300 pA、10,367 px/nm) で撮影した 4 つの連続画像で測定した、IRAZOLVE-MITO 色素 (スパッタ金ナノ層なしおよびあり) のカソードルミネッセンス強度の減衰。 (A) グラフは、最初と連続 3 回のスキャンで測定された CL 強度の変化を示しています。 (B) CL 強度は、1 番目から 4 番目の画像 (左から右) の代表的な非コーティング領域 (図 S5A の領域 25 を示す) にわたって測定されました。 青い平面はバックグラウンド平均値のレベルを表します。

コーティングされていないサンプルでは、​​1 回目と 2 回目の SEM 画像の取得の間に CL シグナルが約 7.4%、次に約 3.4%、約 5.5% 減少し、約 83.8% の値まで減少したことがわかりました (4 番目の SEM 画像) (図 1)。 5A、左)。 コーティングされたサンプルでは、​​CL は約 5.4%、次に約 3.2%、約 4.8% 減少し、約 86.7% の値になりました (図 5B、右)。 選択された 1 つの領域のグレースケール強度を図 5B に示します。 比較すると、有機蛍光体は電子ビーム (2 kV、0.8 nA、0.04 nC/μm2 の線量に相当) の下ではほぼ即座に漂白されました 19。 量子ドット (CdSe/CdS) は、最初の 10 秒以内に CL 発光が大幅に減少 (30%) しました (0.08 nC/μm2 の線量に相当)。一方、希土類元素をドープしたナノ結晶の発光強度の低下は 10 秒でした。最初の 10 秒以内で –20% (0.04 nC/μm2 の線量に相当)19。

ここで、IRAZOLVE-MITO および REZOLVE-ER 色素 21,22 が CL シグナルを生成し、極低温でのライブイメージングと CL-SEM イメージングを組み合わせた相関研究に使用できることを実証しました。 このアプローチの利点は、非統合型低温蛍光 SEM ワークフローによくある複数のサンプル転送を行わずに、1 台の SEM 機器で簡単に極低温での局在研究と構造イメージングを実行できることです4,5。 クライオ CL-SEM イメージング アプローチは、クライオ FIB-SEM、クライオブロックフェイス イメージング技術を使用して、細胞体積内の分子の位置を特定する CL の可能性を解き放つ可能性があり、統合されたクライオ相関蛍光電子顕微鏡の代替となる可能性があります。ワークフロー(例:「iCorr」または光子イオン電子顕微鏡)28、29。

主にエンドサイトーシス経路の成分を特異的に標識するために使用される希土類元素ドープナノクリスタルやナノダイヤモンドとは対照的に、IRAZOLVE-MITO および REZOLVE-ER は代替オルガネラ特異的色素としてバイオイメージング用に設計されています。 バイオイメージングにおける CL の広範な応用は、現在、関心のある構造をターゲットとする高強度 CL プローブの入手可能性、電子ビーム下での安定性の不足、および多色 CL-SEM を可能にする明確な発光スペクトルを備えたプローブの不足によって制限されています。 CL の特性は、IRAZOLVE-ALKYNE および REZOLVE-ALKYNE タグ、ならびに現在ではライフサイエンス研究で使用される確立されたプローブである他の新規光ルミネセンスイリジウムまたはレニウム錯体についてもテストする必要があります 23,30,31,32。 たとえば、ミトコンドリアに蓄積する 1,10-フェナントロリンまたは 3-クロロメチルピリジル ビピリジンを組み込んだレニウム(i) トリカルボニル錯体 33,34、4-シアノフェニルテトラゾレート (REZOLVE-L1 として市販) に結合したレニウム錯体は、極性脂質(特にホスファチジルエタノールアミン、スフィンゴミエリン、スフィンゴシン)、そして最後にリソソーム内に局在するレニウム 3-ピリジルテトラゾレート複合体です。 もう 1 つの新しいプローブであるシクロメタル化イリジウム錯体は、光学顕微鏡および電子顕微鏡によって微小管を視覚化するために設計されました 35。 最近では、燐光性有機金属イリジウム錯体も珪藻の生存能力を検出するために使用されています 36。 他の発光プローブには、長時間レーザー照射すると光細胞傷害活性を示すイリジウム (III) ポリピリジン錯体 37 が含まれます 38。

結論として、この研究は、イリジウムおよびレニウム錯体のグループ、IRAZOLVE-MITO および REZOLVE-ER からの発光プローブが、低い電子ビームエネルギーでガラス化サンプル中で検出可能な CL シグナルを生成することを示しています。 凍結破砕細胞の CL およびトポグラフィー イメージングを実行したところ、同じ領域の 1 回目と 4 回目の CL 画像取得の間で、IRAZOLVE-MITO 色素の CL 強度がコーティングされていないサンプルでは 16%、コーティングされたサンプルでは 13% 減少したことがわかりました。 − 140 °C、4 kV、300 pA、15 μs。 CL イメージングは​​、最新の SEM が提供する同時マルチモーダル イメージングに簡単に統合できるため、高解像度の生物学的イメージングで IRAZOLVE-MITO や REZOLVE-ER などの細胞小器官特異的プローブを使用することの大きな可能性を信じています。 この研究で実証されているように、これらの色素を使用して、クライオ FIB ミリングの前にターゲット領域を選択したり、相関 CL-SEM を実行したりできます。

ヒト気道上皮細胞 A549 を、10% ウシ胎児血清、1% ATB (ペニシリン、ストレプトマイシン)、および 1% 安定グルタミンを含む DMEM 低グルコース培地中で、37 °C、5% CO2 で培養しました。 Vero E6 の細胞培養は、ATB を含む FLUOROBRITE DMEM 高グルコース培地で 37 °C、5% CO2 で培養されました。 細胞を 25 cm2 組織培養フラスコまたはガラス底付き μ-Dish 35 mm イメージング チャンバー (Ibidi) に播種して、80 ~ 100% コンフルエンスを達成しました。 REZOLVE-ER および IRAZOLVE-MITO (どちらも ReZolve Scientific、詳細については謝辞を参照) を 10 mM になるまで DMSO に溶解しました (ストック溶液)。 REZOLVE-ER ストック溶液 (最終濃度 33 または 50 μM) または IRAZOLVE-MITO (20 μM、40 μM) を添加することにより、細胞を培地の存在下で染色しました。 細胞は、30 分または一晩インキュベートした後、ホログラフィック顕微鏡 3D Cell Explorer (Nanolive) によって in vivo で画像化されました。 IRAZOLVE-MITO 染色の場合、0.1 M HEPES 中の 4% ホルムアルデヒドで室温で 1 時間固定し、その後 30 分間の洗浄ステップを行った後、細胞を染色して画像化しました。

ペレット化した細胞を 20% ウシ血清アルブミンの存在下で高圧凍結し (EM ICE、Leica Microsystems)、クライオアタッチメント CryoALTO 2500 (Gatan、Gatan、 Inc.)-140 °C に予冷しました。 細胞を凍結破砕し、必要に応じて -98 °C ~ -95 °C の温度で 10 秒間凍結エッチングし、金 (約 2 nm) で 10 秒間金コーティングしました。 画像は、二次電子の Everhart-Thornley 検出器と Crytur comp によって設計された CL 検出器を使用して撮影されました。 CL 検出器は、330 ~ 600 nm のスペクトル範囲で高い S/N 比でパンクロマチック CL 信号を検出します。 放物面鏡タイプのリトラクタブルCL検出器は石英ライトガイドと光電子増倍管から構成されています。 CL 強度測定中の CL 検出器のコントラストと明るさの設定は一定でした。

独立した観察は、MonoCL4 + CL 検出器 (Gatan, Inc.) を備えた SEM Magellan 400L (ThermoFisher Scient.) を使用して、-125 °C ~ -150 °C の温度範囲で実行されました。 スパッタコータ Leica ACE 600 (Leica Microsystems) を使用して、凍結割断および Au/Pt コーティング (約 2.7 nm) を実行しました。 CL 画像とスペクトルは、ビームエネルギー 7 keV、プローブ電流 0.1 nA で撮影されました。

IRAZOLVE-MITO によって in vivo で染色された細胞は、0.1 M HEPES 中の 4% ホルムアルデヒドおよび 0.1% グルタルアルデヒドで 15 分間または一晩固定されました。 洗浄後、細胞を段階的アセトンシリーズで脱水し、続いて100%アセトンで2回洗浄した。 臨界点乾燥後、ガラスカバースライドをスタブ上に取り付け、金(Baltec SCD 050)を使用して10秒間コーティングした。 染色および固定された細胞は、必要に応じて風乾するか、脱水せずにロータリーポンプで乾燥させました。

まず、取り付けられた Crytur CL 検出器を使用して、コーティングなしまたは金コーティング (~ 2 nm) なしの IRAZOLVE-MITO 色素で in vivo 染色した Vero 細胞の同じパラメーター (4 keV、15 μs、300 pA) で 4 つの連続画像を撮影しました。 −140℃でSEM JEOL 7401Fに。 CLの強度と減衰は、図S5に示すように、Matlabツールを使用して画像から分析されました。 コーティングされていない試料の25の領域と金コーティングされた試料の9つの領域から最も高いCL強度を持つ中心が、最大値から手動で決定された145に等しい閾値パラメータを使用して、FAST-PEAK-FIND39によって検出されました(図S5A)。バックグラウンドの細胞の強度。 さらなる分析のために、画像から最も高い CL 強度を持つ各領域をサイズ 21 × 21 ピクセルの正方形領域に切り出しました (図 S5B)。 各領域について、CL領域を定義する円(図S5Bで赤でマーク)の直径を、増加とともに同心円で計算された平均強度から得られた二次導関数(図S5Dで赤でマーク)の最大値として決定しました。この正方形領域の中央に位置する中心を持つ直径(図S5B、C)。 総CL強度はこの内部CL領域から計算され統計的に分析されましたが(図S5E)、外側領域は背景を表しました(図S5F)。 CL 強度を経時的にプロットしました (4 枚の連続した写真)。最初の値は 100% を表します (図 5)。

非晶質氷およびバルクサンプル中の 4 keV のビームエネルギーについてシミュレートされた CL 解像度は、Casino 2.540 で計算されました。

この研究中に生成または分析されたすべてのデータは、この公開された論文とその補足情報ファイルに含まれています。

カソードルミネッセンス

電子顕微鏡で観る

田畑 晋 ほか特定の化学標識による単一膜タンパク質の電子顕微鏡検出。 iScience 22、256–268。 https://doi.org/10.1016/j.isci.2019.11.025 (2019)。

論文 ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

バックム、T.ら。 マクロファージ内の結核菌の生体直交相関光電子顕微鏡検査により、細胞内細菌分布に対する抗結核薬の効果が明らかになります。 ACS セント科学。 6、1997 ~ 2007 年。 https://doi.org/10.1021/accentsci.0c00539 (2020)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

カウフマン、R. et al. 凍結条件下で無傷の細胞内の標準蛍光タンパク質を使用した超解像度顕微鏡。 ナノレット。 14、4171–4175。 https://doi.org/10.1021/nl501870p (2014)。

論文 ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Strnad, M. et al. 宿主と病原体の相互作用を研究するための直接的なツールとしての相関低温蛍光顕微鏡および低温走査型電子顕微鏡。 科学。 議員 5、18029。https://doi.org/10.1038/srep18029 (2015)。

論文 ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Vancová、M. et al. 生理学的ストレス条件に曝露されたライム病病原体ボレリア・ブルグドルフェリの多形性と生存率: 相関低温蛍光および低温走査型電子顕微鏡研究。 フロント。 微生物。 8、596–596。 https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.00596 (2017)。

論文 PubMed PubMed Central Google Scholar

ピーズ、RFW & ヘイズ、TL 生物材料の走査型電子顕微鏡。 自然 210、1049–1049。 https://doi.org/10.1038/2101049a0 (1966)。

論文 ADS CAS PubMed Google Scholar

Zielinski、MS et al. 定量的な固有の自己カソードルミネッセンスは、組織から分離されたコラーゲン細胞外マトリックスのスペクトル特徴を分解できます。 共通。 バイオル。 2、69。 https://doi.org/10.1038/s42003-019-0313-x (2019)。

論文 PubMed PubMed Central Google Scholar

De Mets, M. & Lagasse, A. 走査型電子顕微鏡を使用したカソードルミネセンス色素としてのいくつかの有機化学物質の研究。 J.Microsc. 94、151–156。 https://doi.org/10.1111/j.1365-2818.1971.tb03698.x (1971)。

論文 PubMed Google Scholar

Fisher, PJ、Wessels, WS、Dietz, AB & Prendergast, FG 強化された生物学的カソードルミネッセンス。 オプション。 共通。 281、1901 ~ 1908 年。 https://doi.org/10.1016/j.optcom.2007.04.069 (2008)。

記事 ADS CAS Google Scholar

Akiba, K.、Tamehiro, K.、松井, K.、池上, H. & Minoda, H. 緑色蛍光タンパク質のカソードルミネッセンスは、赤方偏移したスペクトルとロバスト性を示します。 科学。 議員 10、17342。https://doi.org/10.1038/s41598-020-74367-4 (2020)。

論文 ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Fern, GR, Silver, J. & Coe-Sullivan, S. ディスプレイ用途に使用される赤色量子ドットのカソードルミネッセンスおよび電子顕微鏡検査。 J.Soc. 知らせる。 23、50 ~ 55 を表示します。 https://doi.org/10.1002/jsid.278 (2015)。

記事 CAS Google Scholar

キーベンド、K.ら。 集束イオンビームで切片化された生体サンプルにおけるナノメートル分解能の相関カソードルミネッセンス電子顕微鏡イメージング用の Tb3+ ドープ LaF3 ナノ結晶。 ナノスケール 9、4383–4387。 https://doi.org/10.1039/C6NR09187C (2017)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Nagarajan, S. et al. 蛍光ナノダイヤモンドで標識された細胞小胞のカソードルミネッセンスと電子顕微鏡による同時サイトメトリー。 ナノスケール 8、11588 ~ 11594。 https://doi.org/10.1039/C6NR01908K (2016)。

論文 ADS CAS PubMed Google Scholar

プリゴジン、MB 他。 電子顕微鏡用の明るいサブ 20 nm カソードルミネセンス ナノプローブ。 ナット。 ナノテクノロジー。 14、420–425。 https://doi.org/10.1038/s41565-019-0395-0 (2019)。

論文 ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

キーベンド、K.ら。 相関カソードルミネッセンス電子顕微鏡 (CCLEM) バイオイメージング用の超高輝度で安定した発光ラベル。 ナノレット。 19、6013。https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.9b01819 (2019)。

論文 ADS CAS PubMed Google Scholar

グレン、DR 他。 識別可能な色のナノ粒子からのカソードルミネッセンスを使用した相関光学顕微鏡および電子顕微鏡。 科学。 議員 2、865–865。 https://doi.org/10.1038/srep00865 (2012)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Keevend, K.、Coenen, T. & Herrmann, IK 相関カソードルミネッセンス電子顕微鏡バイオイメージング: 超微細構造コンテキストを伴う単一タンパク質の標識に向けて。 ナノスケール 12、15588–15603。 https://doi.org/10.1039/D0NR02563A (2020)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

福島 晋 ほか Y2O3:Ln、Yb (Ln = Tm、Er) ナノ蛍光体を使用した、マルチスケール、マルチカラーのバイオイメージング用の近赤外光およびカソードルミネッセンスの相関顕微鏡法。 科学。 議員 6、25950。https://doi.org/10.1038/srep25950 (2016)。

論文 ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

キーベンド、K.ら。 相関カソードルミネッセンス電子顕微鏡バイオイメージング用の超高輝度で安定した発光ラベル。 ナノレット。 19、6013–6018。 https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.9b01819 (2019)。

論文 ADS CAS PubMed Google Scholar

古川 哲 ほか走査型透過型電子顕微鏡を使用した多色カソードルミネッセンスナノバイオイメージング用の希土類ドープナノ蛍光体。 J.Biomed. オプション。 20、056007 (2015)。

記事 ADS Google Scholar

カリフォルニア州ベイダーら。 核、小胞体、細胞膜のイベントをリアルタイムでイメージングします。 FEBSレター。 590、3051–3060。 https://doi.org/10.1002/1873-3468.12365 (2016)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

ソルヴィナ、A.ら。 発光イリジウム錯体を使用した、生きた組織または固定組織におけるミトコンドリアのイメージング。 科学。 議員番号 8、8191。https://doi.org/10.1038/s41598-018-24672-w (2018)。

論文 ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Caporale, C. & Massi, M. 生命科学のためのシクロメタル化イリジウム(III) 錯体。 コーディネート。 化学。 改訂 363、71–91。 https://doi.org/10.1016/j.ccr.2018.02.006 (2018)。

記事 CAS Google Scholar

カポラーレ、C. et al. 生細胞における中性および陽イオン性イリジウムテトラゾラト錯体の細胞内局在性と細胞毒性の傾向を調査します。 ケミストリー 23、15666–15679。 https://doi.org/10.1002/chem.201701352 (2017)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

カリフォルニア州ベイダーら。 Re(i) テトラゾラト複合体における細胞小器官の特異性の調節により、脂肪滴の標識が可能になります。 RSC アドバンス 4、16345–16351。 https://doi.org/10.1039/C4RA00050A (2014)。

論文 ADS MathSciNet CAS Google Scholar

ミシガン州サンチェスほかミトコンドリアとリソソーム間のコミュニケーションを分析するツールとしての MitoBlue。 科学。 議員 10、3528。https://doi.org/10.1038/s41598-020-60573-7 (2020)。

論文 ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

ライト、PJら。 二核テトラゾラト架橋レニウム錯体の合成、光物理学的および電気化学的研究。 有機金属 31、7566–7578。 https://doi.org/10.1021/om300870a (2012)。

記事 CAS Google Scholar

Wang, S.、Li, S.、Ji, G.、Huang, X.、Sun, F. 統合された相関低温光学顕微鏡と電子顕微鏡を使用して、シンタフィリンで固定化された神経ミトコンドリアをその場で直接観察します。 生物物理学。 議員3、8-16。 https://doi.org/10.1007/s41048-017-0035-x (2017)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

ゴアリック、S.ら。 PIE スコープ、統合された低温相関光および FIB/SEM 顕微鏡。 eLife 8、e45919。 https://doi.org/10.7554/eLife.45919 (2019)。

論文 PubMed PubMed Central Google Scholar

Liu, Z.、Bian, Z. & Huang, C. 『光学用分子有機金属材料』 (Hubert, B. & Véronique, G. 編) 113–142 (Springer、2010)。

Google Scholar の章

ディクソン、IM 他。 発光配位化合物のファミリー: イリジウム() ポリイミン錯体。 化学。 社会黙示録29、385-391。 https://doi.org/10.1039/B000704H (2000)。

記事 CAS Google Scholar

カポラーレ、C. et al. 脂肪酸鎖で官能化されたイリジウムテトラゾラト錯体の光物理学的および生物学的特性。 無機物 8, 23 (2020).

記事 CAS Google Scholar

アモロソ、AJ et al. 3-クロロメチルピリジルビピリジン fac-トリカルボニルレニウム: 蛍光顕微鏡用のチオール反応性発光団はミトコンドリアに蓄積します。 新しいJ.Chem. 32、1097–1102。 https://doi.org/10.1039/B802215A (2008)。

記事 CAS Google Scholar

Bader, C. et al. Re(I)テトラゾラト複合体における細胞小器官特異性の調節は、脂肪滴ダガーの標識につながります。 RSC アドバンス 4、16345。https://doi.org/10.1039/C4RA00050A (2014)。

論文 ADS MathSciNet CAS Google Scholar

Tian, X. et al. 相関超解像蛍光および電子顕微鏡用の微小管プローブとしてのシクロメタル化イリジウム (III) 錯体。 上級メーター。 32、2003901。https://doi.org/10.1002/adma.202003901 (2020)。

記事 CAS Google Scholar

レオーネ、G.ら。 珪藻細胞の生存率のプローブとしての燐光性イリジウム錯体。 MRSアドバンス 5、935–941。 https://doi.org/10.1557/adv.2020.18 (2020)。

記事 CAS Google Scholar

やあ、KK-W。 生物学的プローブ、イメージング試薬、光細胞傷害性薬剤としての発光レニウム(I)およびイリジウム(III)ポリピリジン錯体。 準拠化学。 解像度 48、2985–2995。 https://doi.org/10.1021/acs.accounts.5b00211 (2015)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

イップ、A. & ロー、KK-W。 生物学的プローブおよび光細胞傷害剤としてのポリ(エチレングリコール)ペンダントまたは生体直交反応基を含む発光レニウム(I)、ルテニウム(II)、およびイリジウム(III)ポリピリジン錯体。 コーディネート。 化学。 黙示録 361、138–163。 https://doi.org/10.1016/j.ccr.2018.01.021 (2018)。

記事 CAS Google Scholar

ナタン。 「高速 2D ピーク ファインダー」。 Matlab 中央ファイル交換。 https://es.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/37388-fast-2d-peak-finder?s_tid=FX_rc1_behav (2021 年 7 月 8 日にアクセス)。 (2021年)。

ドルアン、D. et al. CASINO V2.42: 走査電子顕微鏡および微量分析ユーザー向けの高速で使いやすいモデリング ツール。 29、92~101をスキャン。 https://doi.org/10.1002/sca.20000 (2007)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

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CL検出器を使用する可能性を与えてくれたCrytur社、SEMに関する専門技術支援を提供してくれたJiří Vaněček氏(BC CAS)とMarek Dolejší氏(南ボヘミア大学、USB、チェスケ・ブジェヨヴィツェ)、そして私たちに人的支援を提供してくれたEva Výletová氏(USB)に感謝します。気道上皮細胞、英国セントアンドリュース大学の R. Randall から寄贈。 ReZolve Scientific によって以前に商品化された IRAZOLVE-MITO および REZOLVE-ER 染色プローブは、Sally Plush 教授 (南オーストラリア大学; [email protected]) および Max Massi 教授 (カーティン大学、オーストラリア、パース、および ReZolve comp.; [email protected])。 プローブの入手可能性やコラボレーションの可能性について問い合わせるには、提供された電子メール アドレスを使用して Sally Plush と Max Massi に連絡してください。

この研究は、チェコ技術庁 (TN0100008)、チェコ教育・青少年・スポーツ省 (Czech BioImaging LM2018129)、および欧州地域開発基金プロジェクト「高分子複合体のメカニズムとダイナミクス」の支援を受けました。 :単一分子から細胞へ」(No. CZ.02.1.01/0.0/0.0/15_003/0000441)。

寄生虫学研究所、生物学センター CAS、チェスケー ブジェヨヴィツェ、37005、チェコ共和国

マリー・ヴァンコヴァ、エヴァ・ジュリノヴァ、トマーシュ・ビル、ヤナ・ネベサーショヴァ

南ボヘミア大学理学部、チェスケー ブジェヨヴィツェ、37005、チェコ共和国

マリー・ヴァンコヴァ、エヴァ・ジュリノヴァ、トマーシュ・ビリ

Institute of Scientific Instruments CAS、ブルノ、612 000、チェコ共和国

ラディム・スクーピー & ウラジスラフ・クシジャネク

プラハのカレル大学理学部、プラハ、128 00、チェコ共和国

ヤナ・ネベサージョバ

クリトゥール、スポール。 S RO、トゥルノフ、511 01、チェコ共和国

アレシュ・コロシュ & ペトル・ホロディスキー

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MV は実験を設計し、原稿を書き、サンプルを準備し、カソードルミネッセンス SEM イメージングを実行しました。 RS はカソードルミネッセンス SEM イメージングに参加し、CL 解像度のシミュレーションを実行しました。 ED は培養と生体内イメージングを実施しました。 TBは画像解析を行った。 この原稿は著者全員の協力によって書かれました。 すべての著者が原稿の最終版に承認を与えました。

マリー・ヴァンコヴァへの通信。

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

シュプリンガー ネイチャーは、発行された地図および所属機関における管轄権の主張に関して中立を保ちます。

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転載と許可

Vancová、M.、Skoupý、R.、Ďurinova、E. 他極低温での発光イリジウムまたはレニウム錯体で標識された細胞構造のカソードルミネッセンスイメージング。 Sci Rep 12、13432 (2022)。 https://doi.org/10.1038/s41598-022-17723-w

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受信日: 2022 年 3 月 9 日

受理日: 2022 年 7 月 29 日

公開日: 2022 年 8 月 4 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-17723-w

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