Nieuwe ontdekking ligt slechts een milliseconde verwijderd

Leica Microsystems brengt Hochdruckgefriereinrichtung mit voll integrierter Lichtstimulation für „Flash-and-Freeze“-Experimente auf den Markt. / Leica Microsystems lanceert de Leica EM ICE, een nieuwe generatie Hoge Druk Bevriezer met volledig geïntegreerde lichtstimulatie-optie.

Met de Leica EM ICE heeft Leica Microsystems een hoogdrukvriesinstallatie met volledig geïntegreerde lichtstimulatie op de markt gebracht, die met een nauwkeurigheid van één milliseconde werkt. Momenteel is hoogdrukvriezen de enige methode om waterhoudende monsters in hun oorspronkelijke toestand te conserveren. De Leica EM ICE maakt het mogelijk om monsters cryofixeren zonder structuurverandering, zodat deze in zo natuurlijk mogelijke toestand met nanometerresolutie in een elektronenmicroscoop kunnen worden afgebeeld. Bovendien opent de combinatie van hoogdrukvriezen met lichtstimulatie nieuwe mogelijkheden voor volledig nieuwe experimenten. Complexe veranderingen in fijne structuren of fundamentele processen in de life-science- en materiaalkunde kunnen worden getoond. De Leica EM ICE maakt het mogelijk om het hoogdrukvriezen te synchroniseren met de lichtstimulatie met een nauwkeurigheid van één milliseconde en zo dynamische processen vast te leggen die met nanometerresolutie kunnen worden geanalyseerd. De precieze correlatie tussen lichtpuls en vriesmoment is de basis voor elektronenmicroscopische beelden die onderzoeksrelevante inzichten opleveren. De Leica EM ICE biedt vijf verschillende golflengten voor lichtstimulatie en kan met zijn bewaarsysteem tot negen opeenvolgende monsters vriezen. Binnen één seconde na het plaatsen in de objectglaas, vindt de cryofixatie plaats. Direct daarna worden de monsters gestabiliseerd door afkoeling tot stikstoftemperatuur (-195,7°C).

Dr. Cveta Tomova, productmanager bij Leica Microsystems, zegt: „De Leica EM ICE is een krachtig instrument dat nieuwe inzichten kan onthullen en zelfs kan bijdragen aan het begrip van levensnoodzakelijke processen. Het is het enige apparaat dat hoogdrukvriezen en lichtstimulatie synchroniseert met een nauwkeurigheid van één milliseconde. Dit platform vormt een ongeëvenaarde verbinding van licht, tijd en monstersconservering. We hebben kwaliteit gecombineerd met technologische innovatie om onderzoekers te ondersteunen bij het verkrijgen van baanbrekende inzichten. De methode van hoogdrukvriezen met lichtstimulatie kan worden toegepast op alle lichtgevoelige verbindingen zoals lotions, fotoreactieve composieten, eiwitten en verschillende biologische preparaten. Het kan ons begrip van hoogdynamische processen, zoals neurotransmissie aan de synaps, verder ontwikkelen.”

Voor lichtstimulatie met de Leica EM ICE zijn verschillende golflengten mogelijk, namelijk blauw, UV, groen, rood en ambergeel. Hiervoor zorgt de ingebouwde aansluiting voor de LED-lichtmodules, die automatisch door de apparaatsoftware worden herkend. De software maakt ook de programmering van diverse parameters mogelijk voor de planning van „Flash-and-Freeze“-experimenten. De geïntegreerde lichtstimulatie van de Leica EM ICE vergemakkelijkt de precieze correlatie tussen lichtpuls en vriesmoment. „Dit alles zorgt voor standaardisatie en betrouwbaarheid, gecombineerd met de flexibiliteit om onderzoeksopdrachten op diverse wetenschappelijke gebieden te vergemakkelijken“, zegt Tomova.

Voor een optimale monstersconservering is tijd een cruciale factor. De geautomatiseerde vriescyclus van de Leica EM ICE garandeert dat het monster binnen één seconde na het plaatsen in de monsterhouder wordt ingevroren. Het computer gestuurde proces begint met het gelijktijdig sluiten van de cartridge en het starten van het vriesproces, en eindigt met het automatische inwerpen van het monster in een stikstofreservoir om ijskristalvorming te voorkomen.

De mogelijkheid om tot negen monsters achtereenvolgens te vriezen, vermindert de bewerkingsinspanning en maakt het voor gebruikers gemakkelijker zich op het essentiële te concentreren. De opslag in het Dewargefäß gebeurt volgens een programmeerbare bewaarsequentie voor drie aparte posities. Zo kunnen combinaties van verschillende monsters of verschillende toestanden van hetzelfde monster achtereenvolgens worden ingevroren.

In de EM-monstervoorbereiding vertrouwt Leica Microsystems op workflow-oplossingen. Daarbij speelt de Leica EM ICE in veel werkprocessen een sleutelrol. „Uiteindelijk gaat het ons erom dat onze klanten baanbrekende inzichten kunnen verkrijgen. Daarom bieden wij een ongeëvenaard technologisch prestatieniveau“, zegt Tomova. „Tegelijkertijd willen we onderzoekers comfortabel en gestandaardiseerd laten werken. Een voorbeeld: om de complexe veranderingen in de fijnstructuur van een zonnebrandlotion onder UV-licht te begrijpen, kan een monster in de Leica EM ICE worden gestimuleerd met een bepaalde UV-stralingsdosis en hoogdrukgevroren worden. Het bevroren monster kan vervolgens — nog steeds onder cryo-omstandigheden — worden gecoat in het hoogvacuum-coatingsysteem Leica EM ACE600 en daarna worden afgebeeld in een cryo-rasterelektronenmicroscoop. Het transportsysteem Leica EM VCT100 dient als shuttle tussen de verschillende werkstappen, waarbij de cryo- en vacuümcondities altijd worden gehandhaafd.“