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Femto2D

Femto2D

详细说明

 

Femtonics 配置

Femto2D-高精度

Femto2D-高速

Femto2D-双扫描

扫描头: XY

XY矢量扫描振镜用于高精度成像或光刺激,可以用于单光子或者双光子激光

高速XY逐行扫描,用于高速成像

仅可用于双光子系统,高精度+高速或者高精度+高精度(一个用于成像,一个用于光刺激)

扫描头: Z

显微镜Z轴马达

标准Z轴图像采集

可调焦距液态透镜

液态透镜电子控制膜形变从而快速改变焦平面。结合我们的二维双光子显微镜,能够在三维成像中提供高时间分辨率,实现近于实时立体扫描。

压电物镜调焦

过山车 (专利扫描技术) 模块提供了一种新的测量模式,从而实现高速三维线扫描

Femto2D-高精度是使用振镜扫描头的双光子显微镜,可以在感兴趣区域进行成像和光刺激。只在ROI进行扫描,跳过其它区域,提高成像速度,捕捉快速活动,同时能够提高图像信噪比。

Femto2D-高速显微镜适合全幅高速成像。快速共振扫描实行逐行扫描,相比较于高精度扫描头速度提升五倍。

Femto2D-高速扫描模式:
1. 帧扫描时间序列成像 (X-Y-T)
2. 立体扫描 (X-Y-Z-T)
3. 任意线扫描
4. 线扫描sonant scanner

Femto2D-高速扫描规格参数:

·        视野:400×400 μm20倍物镜

·        最大扫描分辨率:16000×16000

·        全幅扫描:31 fps @512×512 500 fps @ 512×512

·        扫描速度:16000线/

·        动态调节光点停留时间,避免图像畸变

 

Femto2D-双扫描集合了高精度和高速两个扫描头。高精度扫描头可以放大局部细微结构(例如树突脊)而且可以快速的在局部放大的区域间切换。高速扫描头能够在全视野内针对快速变化过程进行高速成像。

 

 

应用范围

1. 面扫描

Femto2D-高精度显微镜拍摄的单光子成像Hela细胞:FITC标记的微丝(绿色)和Hoechst标记的细胞核(红色)

双光子结合单光子成像:用户的Femtonics的双光子显微镜可以扩展单光子共聚焦功能。我们的单光子共聚焦为活组织测量实验进行了优化。灵活的软件支持不同的刺激实验方案,同步电生理信号记录和同步其他生理测量需要的实验设备。 在使用单一或双激光束进行光激活后,配备了高灵敏度的GaAsP检测器能够减少成像过程对样品的损伤。

2. ROI(感兴趣区域)扫描

在同一视野下的多ROI可以使用不同的激发光打开或关闭,实现多ROI多参数采集,同时降低图像背景噪音。扫描头大部分扫描过程在ROI,非ROI被跳过,节约了扫描时间。这种快速扫描ROI的方法很适合FRAPFRET实验。

Femto2D-高精度扫描系统的优势在于它灵活的扫描模式、精度、速度和持续获得高质量图片。

对于树突棘的狭缝扫描能够检测极弱的信号,并得到很好的信噪比,避免光毒性,Femto2d-高精度扫描头ROI二维线扫描:沿指定路线任意线扫描(最高2k Hz 

 

3. 解笼锁

解笼锁:激活生化物质包覆的分子,光分解模拟生理释放生物活性复合物。利用双光子激光进行光刺激,可以将在释放范围局限在很小的立体空间内。

解笼锁和成像的精确度源自:The accuracy of the uncaging and imaging is established by the followings:

  • 刺激用激光局限在飞升级别的空间内
  • 振镜扫描保证了刺激时间控制在微秒级别
  • MES软件能够灵活设定扫描参数

应用领域

  • 神经递质信号
  • 离子通道
  • 受体定位
  • 信号传导

4. 透明化的脑组织

CLARITY方法使得生物组织透明度大大增加,而且完全保存了结构中的荧光信号。 在处理过的小鼠脑中,能够前所未有的看到深达毫米级的基因编码荧光蛋白标记的神经元,分辨率能够达到亚细胞级。达到如此的深度能够对复杂的脑结构例如大脑皮层、胼胝体或者海马体进行三维重建,成像穿透深度仅仅局限于物镜的工作距离。 这种观察方法对于基于光学显微镜的研究脑和其他组织的细胞网络结构的连接组学非常有用。

使用合适的处理,透明化的脑组织非常适合进行深层成像,使用Olympus Scaleview系列物镜能够达到超过4 mm的穿透深度(使用双光子激光和GaAsP检测器)。

 

5. 网络成像

所有的感觉和行为被编码在神经网络的动态活动模式中。 在活大脑的细胞水平研究这些动态时空模式对于进一步理解神经系统的功能至关重要。 由于双光子激光扫描显微镜,我们能够到达动物的大脑的深层区域(深至850μm),并研究单个细胞,树突和脊椎的神经元群的功能。 显示神经元活动的信号可能是胞内Ca2 +,其检测通过使用不同的Ca2 +指示剂如OGB-1荧光染料或GCaMP蛋白来完成。 为了研究具有足够时间分辨率的数百个标记细胞的活性,有以下解决方案用于同时采集神经元钙信号。

为了研究神经网络,具有快速帧扫描速度(31 fps)的Femto2D-共振扫描头是一种合适的显微镜。 配有压电物镜马达或快速聚焦液体透镜的显微镜能够在焦平面成像之间以10 ms的切换时间在z方向上移动,并收集3D样品(3D立体扫描)中的解析活动的信号。

6. GCaMP6 成像

神经活动引起细胞内Ca2 +的快速变化。 钙成像实验基于该原理来跟踪神经元群体的活动并探测小神经元和神经元微室的激发。 遗传编码的蛋白质传感器可以靶向特定细胞类型,用于在慢性时间尺度上鉴定的神经元和神经元区室的非侵入性成像。 新型超敏感蛋白钙传感器(GCaMP6或更高版本)在培养的神经元和斑马鱼,果蝇和小鼠的体内优于其他传感器。

Femtonics开发了新的硬件和软件工具,用于记录来自多达数百个神经元的体内条件下的GCaMP6活性,具有出色的信噪比。 我们的方法允许实时观察神经元组件的响应。 使用同时记录的电生理数据同时分析多种细胞活性也是可能的。

7. 轴向测量

测量大脑中最微弱和对光毒性最敏感过程。 由精细和细小的工艺制成的轴突的分枝非常难以填充荧光染料。 另一方面,这些结构是非常敏感的,光毒性以意想不到的方式到达:它首先似乎影响超微结构,只有在更大的程度上才会改变功能性数值:Ca2 +瞬变。 参见Noemi HolderithAndrea LorinczGergely KatonaBalázsRózsaAkos KulikMasahiko WatanabeZoltan Nusser的补充资料Release probability of hippocampal glutamatergic terminals scales with the size of the active zone, Nature Neuroscience (2012)。 因此,要观察像轴突和结这种信号微弱,光毒性敏感的结构,顶级的光学结构和检测器是必要的。 我们配备有GaAsP探测器模块的行进探测器组件达到了检测效率的物理极限。

8. 功能相关研究和电镜成像

使用Femtonics显微镜和程序,可以将通过钙成像测量的功能特性与通过电子显微镜获得的超微结构相关联。 大多数功能研究都缺乏细胞或组织的精确解剖学表征。 Femtonics显微镜的高空间分辨率使得能够更容易地识别电子显微镜中的功能特征结构,以便将解剖结构与功能特性相关联。Holderith及其同事已经展示了一个巧妙的例子:除了荧光染料之外,作者还在胞内溶液中加入了生物素,允许后期光学显微镜和随后的成像区域的电子显微镜观察。 它们的结果显示了功能和超结构特性之间的明显相关性。

 

9. 二次/三次谐波成像 (SHG/THG)结合双光子荧光

 

 

10. 荧光寿命成像



11. 3D 轨迹扫描

 

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