Инновационная серия конфокальных сканирующих микроскопов А1+ компании Nikon позволяет получать высококачественные изображения клеток и молекулярных процессов с непревзойденной скоростью до 420 кадров в секунду. А1 удовлетворит самые изысканные требования в области визуализации. Возможен спектральный анализ и комплектация гибридным детектором на GaAsP.
Динамика
Высокоскоростной резонансный сканер позволяет визуализировать динамику внутриклеточных процессов со скоростью 30 кадров в секунду (к/с) (с разрешением 512 х 512 пикселей). Кроме того, возможным стало также получение изображений со скоростью 420 к/с (с разрешением 512 х 32 пикселя). Гальванический (нерезонансный) сканер делает возможным получение изображения со скоростью в 10 к/с (с разрешением 512 х 512 пикселей) и 130 к/с (с разрешением 512 х 32 пикселя).
Взаимодействие
Синхронные процессы получения изображений и фотоактивации с помощью запатентованного гибридного сканера A1R+ раскрывают механизмы межмолекулярных процессов. Программное обеспечение для реализации методики FRET поставляется дополнительно.
Спектр
Быстрое получение спектрального изображения с 32-х канального спектрального детектора на максимальной скорости 24 к/с (512 х 32 пикселя). Функции спектрального разделения в реальном времени и виртуальной фильтрации расширяют возможности использования спектральных изображений.
Качество изображения
Эффективность флуоресценции увеличена на 30%, также увеличено отношение сигнал/шум. Благодаря разнообразным новым технологиям, таким как пинхол-блок с системой виртуальной адаптируемой диафрагмы (VAAS), было достигнуто наивысшее качество изображений.
В серии микроскопов А1+ технология малого угла падения лучей применена впервые на дихроичных зеркалах, благодаря чему увеличен уровень флуоресценции на 30 %.
Программное обеспечение NIS-Elements C
Объединенное с дистанционным управлением и другими аппаратными средствами это программное обеспечение обеспечивает простоту эксплуатации и различные функции анализа данных. При сохранении преимуществ гибридного сканера с помощью программного обеспечения можно осуществлять сложную последовательность экспериментов, таких как проведение фотоактивации с использованием простых настроек.
Параметры получения основных изображений объединены в одно окно, что упрощает процесс формирования изображений.
После выбора флуоресцентного зонда соответствующий фильтр и длина волны лазера будут установлены автоматически. Установки микроскопа также проводится автоматически.
Изображения смежных областей, захваченные с помощью моторизованного предметного стола, автоматически объединяются в одно изображение образца тканей с высоким разрешением.
Возможно формирование изображений с произвольным сочетанием параметров, включая X, Y, Z, T, ? (длина волны) и многоточечный режим.
Установка таймера и параметров изображений для фотоактивации выполняется интуитивно.
Аналитические функции
- Возможность изменять размер изображения в реальном времени
- Деконволюция
- Высокая скорость визуализации 3D-изображения
- Отображение многомерных изображений (nD Viewer)
- Синхронное отображение многомерных изображений (View synchronizer)
- Обработка различной измерительной и статистической информации
- Формирование обширной базы данных изображений
- Колокализация и FRET
Блок четырехканального детектора со сменными фильтрами
В стандартной конфигурации предусмотрена возможность одновременного наблюдения четырех флуоресцентных маркеров при использовании четырех лазеров. В каждый из трех держателей с фильтрами можно установить шесть блоков светофильтров, которые обычно используются для микроскопа.
Сшивка изображений в Z направлении для фиксации изображения поперечного сечения в реальном времени
Возможна высокая скорость получения изображений в направлении Z, а также в плоскости ХY. С помощью пьезомоторизованного Z-стола, можно получить произвольное изображение вертикального поперечного сечения. Это сечение может быть получено в реальном времени без необходимости строить трехмерное изображение.
Легкое дистанционное управление
Дистанционный пульт позволяет управлять основными настройками лазера, детектора и сканера при помощи простых нажатий на клавиши и поворота ручек управления.
Получение одновременно ярких и четких и изображений стало возможным благодаря технологическому усовершенствованию блока точечной диафрагмы.
Блок точечной диафрагмы VAAS изменяет существующую концепцию конфокального микроскопа.
Общепринятым фактом считается то, что уменьшение размера точечной диафрагмы для устранения света от нефокальной плоскости является причиной более темных изображений. VAAS (система виртуальной адаптируемой диафрагмы) представляет собой новейшую разработку в области конфокальной микроскопии, которая ликвидирует блики с сохранением яркости изображений.
Преимущества:
1. Возможно получение более ярких изображений без бликов.
2. За счет деконволюции возможно моделирование различных срезов (разной толщины) после получения изображения.
3. Изображения как в фокальной плоскости, так и лежащее вне этой плоскости, могут быть получены за одно сканирование, что увеличивает скорость работы и уменьшает повреждение живых клеток.
Спектральные характеристики микроскопов Nikon улучшены в конфокальных микроскопах серии А1+ и позволяют в высокоскоростном режиме получать спектральные изображения в процессе одного сканирования. Помимо этого, используются новые функции, в том числе V-фильтрация.
Разрешение по длинам волн может изменяться с помощью трех разных дифракционных решеток (2,5/6/10 нм). Каждое положение точно контролируется для достижения максимальной воспроизводимости длины волны.
Используется точно скорректированный 32-х канальный линейный детектор. Подвижный механизм тройного экранирования позволяет использовать до четырех лазеров одновременно.
Система увеличения эффективности дифракции (DEES)
При помощи системы DEES, неполяризованный флуоресцентный свет, излучаемый образцом, разделяется при помощи делителя поляризованных лучей на два поляризованных световых луча P и S. Затем, луч с P-поляризацией преобразуется при помощи устройства поворота плоскости поляризации в S-поляризованный луч, так как S луч обладает большей эффективностью дифракции, чем Р и достигается значительное увеличение общей эффективности.
Технология высокоэффективного пропускания флуоресценции
Концы флуоресцентных световодов и поверхности детектора покрыты специальным противоотражающим покрытием, чтобы свести все потери сигнала к минимуму, чем достигается высокая степень оптического пропускания.
Точная спектральная информация: три метода коррекции
Три метода коррекции позволяют получить точный спектр: межканальная коррекция чувствительности, которая регулирует смещение и чувствительность каждого канала; коррекция спектральной чувствительности, которая регулирует спектральную эффективность дифракционной решетки и эффективность спектрального детектора; коррекция спектрального пропускания в оптических элементах сканирующих головок и микроскопов.
Уникальная технология обработки сигнала и высокоскоростная система перевода аналогового сигнала в цифровой позволяют получать 32-х канальные спектральные изображения (512 x 512 пикселей) за 0,6 сек. Кроме того, достигается скорость получения изображений с разрешением 512 x 32 пикселей, равная 24-м кадрам в секунду.
Разделение в режиме реального времени
Новейшие алгоритмы, а также высокоскоростная обработка данных позволяют разделять спектральные изображения в режиме реального времени, во время захвата изображения, в то время как раньше это осуществлялось после окончания процесса формирования спектрального изображения. Это особенно эффективно для FRET анализа, с тех пор как зонды с близкими спектрами, такие как CFP и YFP, GFP и YFP, которые раньше было трудно разделить, можно разделять в режиме реального времени.
Одновременное возбуждение четырьмя лазерами
Три определяемых пользователем экрана для защиты детекторов от прямого лазерного излучения позволяют одновременно использовать четыре лазера, выбранных из максимального количества длин волн (9), что, в свою очередь, позволяет расширить границы спектрального анализа.
V-фильтрация
Желаемые спектральные диапазоны, совпадающие со спектром используемого флуоресцентного красителя, могут быть выбраны из 32 каналов и скомбинированы для выполнения функций фильтрации. При определении наиболее подходящего диапазона длин волн, становится возможным получение изображения с оптимальным уровнем интенсивности излучения каждого красителя при реакции FRET и колокализации. Одновременно может быть выбрано до четырех диапазонов длин волн. Чувствительность в каждом диапазоне можно регулировать отдельно, что дает возможность использовать разные комбинации красителей.
Сканирующая головка A1+/A1R+ высокого разрешения
Гальванический (нерезонансный) сканер A1+/A1R+ обеспечивает получение изображений с высоким разрешением (до 4096 х 4096 пикселей). Помимо этого, благодаря новейшим системам привода сканера и отбора образцов, а также уникальной технологии коррекции изображений Nikon, также возможно высокоскоростное получение изображений со скоростью 10 к/с (512 х 512 пикселей).
— 1D сканирование: 5200 строк в секунду
— 2D сканирование: 130 к/с (512 х 32 пикселя)
Полнокадровое сканирование: 10 к/с (512 х 512 пикселей)
Получение многоцветных изображений
Стандартный четырехканальный детектор избавляет от необходимости приобретения дополнительного флуоресцентного детектора и позволяет с легкостью получать изображения образца, помеченного четырьмя зондами.
Серия Z-проекций XYZ изображений клетки LLC-PK1, экспреcсирующей EGFP-альфа-тубулин и Histone H2B-mCherry. Изображение фиксировалось каждые 2 минуты с помощью гальванического сканера.
Фото-конверсия флуоресцентного белка Kaede
Белок Kaede необратимо изменяет цвет флуоресценции с зеленого на красный из-за спектральной конверсии при воздействии на него излучения от ультрафиолетовой до фиолетовой области спектра. В момент фиксации изображения клетки HeLa, экспрессирующей Kaede с зеленой и красной флуоресценцией, при помощи лазеров с длиной волны 488 нм и 561 нм, в качестве возбуждающих, для фото-конверсии белок Kaede в изучаемой области непрерывно активировался лазером с длиной волны 405 нм. На фотографиях представлена дисперсия красной флуоресценции Kaede, вызываемой фото-конверсией. Длина волны активирующего лазера: 405 нм, длина волны лазера, фиксирующего изображение: 488 нм / 561 нм, размер изображения 512 х 512 пикселей, скорость захвата 1 к/с (при помощи гальванического сканера).
Высокоскоростная сканирующая головка A1R+
A1R+ представляет собой гибридную сканирующую головку, оснащенную как гальваническим, так и резонансным сканером, со сверхвысокой резонансной частотой 7,8 КГц. Благодаря такой комбинации двух сканеров модель A1R+ обеспечивает сверхбыстрое получение изображений, при котором возможна одновременная фотоактивация. Она обеспечивает высокоскоростное получение изображений и фотоактивацию при 420 к/с (512 х 32 пикселя), что является самым быстрым результатом в мире.
— 1D Сканирование: 15600 строк в секунду (с/с)
— 2D Сканирование: 420 к/с (512 х 32 пикселя)
Полнокадровое сканирование: 30 к/с (512 х 512 пикселей)
Оптический путь в сканирующей головке A1R+:
Резонансный сканер (зеленый оптический путь) используется для получения изображений с высокой скоростью до 420 к/с (с разрешением 512 х 512 пикселей). Во время одновременной фотоактивации и получения изображений резонансный сканер используется для захвата изображения.
Гальванический сканер (синий оптический путь) используется для получения высококачественных изображений с высоким разрешением до 4096 х 4096 пикселей. Также возможно высокоскоростное получение изображений с частотой кадров до 10 к/с (с разрешением 512 х 512 пикселей). Во время одновременной фотоактивации и получения изображений гальванический сканер используется для фотостимуляции.
Гибридный сканер — это механизм, который позволяет гибко переключаться между двумя сканерами (резонансный и гальванический), либо использовать их одновременно с помощью высокоскоростного гипер-селектора. Может быть введено излучение одновременно от 7 лазеров (максимум 9 длин волн).
Получение изображений in vivo
В хороших физиологических условиях возможно получение изображений динамики флуоресцентно-окрашенных агентов и витальных субстанций в живых организмах.
Стабильное высокоскоростное получение изображений
Для высокоскоростного получения изображения с помощью резонансного сканера используется оригинальная методика определения положения сканирующего зеркала компании Nikon. Постоянные тактовые импульсы генерируются оптическим способом, что обеспечивает отсутствие как эффекта мерцания, так и искажений даже на самой высокой скорости сканирования.
Высокоскоростная передача данных с помощью волоконно-оптической системы.
Волоконно-оптическая система передачи данных может транслировать данные с максимальной скоростью 4 Гбит в секунду. Это позволяет передавать изображения (512 х 512 пикселей, 16 бит) в пяти режимах со скоростью 30 кадров в секунду.
Широкое поле обзора
Резонансные сканеры не страдают от перегрева мотора при высокоскоростном получении изображений. Таким образом, отсутствует необходимость в сокращении поля обзора сканированного изображения для предотвращения перегрева. Это обеспечивает большее поле обзора, чем у гальванического сканера.
PA-GFP (фотоактивируемый зеленый флуоресцентный белок)
PA-GFP необратимо переходит из темного состояния в светлое, а его спектр поглощения смещается в область 488 нм при облучении излучением с длиной волны 405 нм.
FRAP (восстановление флуоресценции после фотообесцвечивания)
После обесцвечивания флуоресцентных красителей при помощи мощного воздействия лазерного излучения на изучаемую области, наблюдают процесс восстановления флуоресценции во времени для анализа скорости диффузии молекул. Гибридный сканер А1R+ позволяет фиксировать восстановление флуоресценции во время обесцвечивания в изучаемой области.
FRET (Ферстеровский резонансный перенос энергии)
FRET – это физическое явление, наблюдаемое, когда две флуоресцентные молекулы сближаются на расстояние порядка 10 нм. Когда спектры испускания и поглощения флуоресцентных молекул перекрываются и ориентации электрических диполей молекул совпадают, может произойти безызлучательный перенос энергии от молекулы-донора к молекуле-акцептору.
Клеточные составы
Содержащиеся в клетке составы – это биологически активные молекулы, которые были приведены в состояние функционально инертных, и могут быть мгновенно реактивированы при помощи ближнего ультрафиолетового излучения. За счет контроля световой экспозиции можно осуществлять активную молекулярную экспрессию в заранее заданных межмолекулярных центрах c высоким пространственным и временным разрешением.
Кальциевые искры
Временное повышение концентрации межклеточного кальция (Ca2+), вызванного рецептором рианодина (RyRs), называется кальциевой искрой. Ca2+ высвобождается из саркоплазматического ретикулума (SR) в клетку благодаря механизму кальцийиндуцированного высвобождения кальция (CICR). Кальциевые искры наблюдаются в локальных микроскопических регионах в течение крайне небольшого промежутка времени.
Одновременные процессы фотоактивации и получения изображений
Одновременные процессы фотоактивации и получения флуоресцентного изображения производятся при помощи резонансного и гальванического сканеров. Получение изображений быстрых биологических процессов после фотоактивации возможно благодаря тому, что резонансный сканер способен получать изображения со скоростью 30 к/с.
Технические характеристики NIKON A1+:
| Порт ввода-вывода | 2 лазерных порта ввода 4 сигнальных порта вывода для 4-х канального PMT-детектора, спектрального детектора, системы VAAS (дополнительной) и детектора стороннего производителя (FCS/FCCS/FLIM) |
|
| Лазер | Совместимый лазер | 405 нм, 440/445 нм, 488 нм, 561/594 нм, 638/640 нм, аргоновый лазер (457 нм, 488 нм, 514 нм), гелий-неоновый лазер (543 нм) |
| Модуляция | метод: AOTF (акустооптический настраиваемый фильтр) или AOM (акустооптический модулятор) контроль: контроль мощности каждой длины волны, контроль экспозиции изучаемой области | |
| Лазерный блок | стандартный: LU4A 4-лазерный блок A или C-LU3EX 3-лазерный блок EX опциональный: C-LU3EX 3-лазерный блок EX (когда в качестве стандартного лазерного блока выбран 4-лазерный блок A), LU-N4, LU-N4S, LU-N3, LU-NV | |
| Стандартный детектор флуоресценции | Длина волны | 400-750 нм |
| Детектор | A1-DU4 4 PMT (ФЭУ) A1-DUG 2 GaAsP + 2 PMT (ФЭУ) |
|
| Светофильтр | 6 наборов светофильтров, крепятся в каждое из трех держателей для светофильтров рекомендованные длины волн: 450/50, 482/35, 515/30, 525/50, 540/30, 550/49, 585/65, 595/50, 700/75 | |
| Диаскопический детектор | Длина волны | 450-650 нм |
| Детектор | PMT | |
| Сканирующая головка | Стандартный процесс получения изображения | Сканер: гальванический сканер x2 Размер в пикселях: максимально 4096 x 4096 пикселей Скорость сканирования: Стандартный режим: 2 к/с (512 x 512 пикселей, в оба направления),24 к/с (512 x 32 пикселя, в оба направления) Быстрый режим: 10 к/с (512 x 512 пикселей, в оба направления),130 к/с (512 x 32 пикселя, в оба направления)*1 Трансфокатор: 1-1000x бесступенчатый режим сканирования: X-Y, X-T, X-Z, XY вращение, в произвольном направлении |
| Дихроичное зеркало | Метод малого угла падения лучей, позиций: 8 Стандартный фильтр: 405/488, 405/488/561, 405/488/561/638, 405/488/543/638, 457/514, BS20/80 Дополнительный фильтр: 457, 405/488/543, 457/514/561, 440/514/594 |
|
| Точечная диафрагма | изменение в пределах 12-256 мкм (плоскость 1 изображения) | |
| Спектральный детектор (с гальваническим сканером) (опция) | Количество каналов | 32 канала |
| Диапазон улавливания волн | 400-750 нм | |
| Скорость получения спектрального изображения | 4 к/с (256 x 256 пикселей), 1000 линий в секунду Размер в пикселях: максимально 2048 x 2048 пикселей |
|
| Разрешение по длинам волн | 80 нм (2,5 нм), 192 нм (6 нм), 320 нм (10 нм) диапазон длин волн меняется с шагом 0,25 нм | |
| Разделение | Высокоскоростное, точное разделение | |
| Совместимые микроскопы | Инвертированный микроскоп ECLIPSE Ti-E, микроскоп с неподвижным предметным столом ECLIPSE FN1, прямой микроскоп ECLIPSE Ni-E (с фокусирующей револьверной головкой или фокусирующим столом) | |
| Дополнительная комплектация | Система виртуальной адаптируемой диафрагмы VAAS | |
| Программное обеспечение | Воспроизведение/Формирование изображения | 2D-анализ, объемное 3D-изображение, 4D-анализ, спектральное разделение |
| Области применения | FRAP, FLIP, FRET (дополнительно), фотоактивация, получение трехмерных изображений во времени, получение многоточечных изображений во времени, колокализация | |
| Рекомендуемые условия установки | Температура 23? ± 5?C, относительная влажность воздуха 60% или меньше (без образования конденсата) | |
Технические характеристики NIKON A1R+:
| Порт ввода-вывода | 2 лазерных порта ввода 4 сигнальных порта вывода для 4-х канального PMT-детектора, спектрального детектора, системы VAAS (дополнительной) и детектора стороннего производителя (FCS/FCCS/FLIM) | |
| Лазер | Совместимый лазер | 405 нм, 440/445 нм, 488 нм, 561/594 нм, 638/640 нм, аргоновый лазер (457 нм, 488 нм, 514 нм), гелий-неоновый лазер (543 нм) |
| Модуляция | метод: AOTF (акустооптический настраиваемый фильтр) или AOM (акустооптический модулятор) контроль: контроль мощности каждой длины волны, контроль экспозиции изучаемой области | |
| Лазерный блок | стандартный: LU4A 4-лазерный блок A или C-LU3EX 3-лазерный блок EX опциональный: C-LU3EX 3-лазерный блок EX (когда в качестве стандартного лазерного блока выбран 4-лазерный блок A), LU-N4, LU-N4S, LU-N3, LU-NV | |
| Стандартный детектор флуоресценции | Длина волны | 400-750 нм |
| Детектор | A1-DU4 4 PMT (ФЭУ) A1-DUG 2 GaAsP + 2 PMT (ФЭУ) |
|
| Светофильтр | 6 наборов светофильтров, крепятся в каждое из трех держателей для светофильтров рекомендованные длины волн: 450/50, 482/35, 515/30, 525/50, 540/30, 550/49, 585/65, 595/50, 700/75 | |
| Диаскопический детектор | Длина волны | 450-650 нм |
| Детектор | PMT | |
| Сканирующая головка | Стандартный процесс получения изображения | Сканер: гальванический сканер x2 Размер в пикселях: максимально 4096 x 4096 пикселей Скорость сканирования: Стандартный режим: 2 к/с (512 x 512 пикселей, в оба направления),24 к/с (512 x 32 пикселя, в оба направления) Быстрый режим: 10 к/с (512 x 512 пикселей, в оба направления),130 к/с (512 x 32 пикселя, в оба направления)*1 Трансфокатор: 1-1000x бесступенчатый режим сканирования: X-Y, X-T, X-Z, XY вращение, в произвольном направлении |
| Высокоскоростное получение изображений | Сканер: резонансный сканер (X-ось, резонансная частота 7,8 кГц), гальванический сканер (Y-ось) Размер в пикселях: максимально 512 x 512 пикселей Скорость сканирования: от 30 к/с (512 x 512 пикселей) до 420 к/с (512 x 32 пикселей),15600 линий в секунду (линейная скорость) Трансфокатор: 7-ступенчатый (1x, 1.5x, 2x, 3x, 4x, 6x, 8x) Режим сканирования: X-Y, X-T, X-Z Метод получения изображений: стандартное получение изображений, высокоскоростное получение изображений, параллельные фотоактивация и получение изображений |
|
| Дихроичное зеркало | Метод малого угла падения лучей, позиций: 8 Стандартный фильтр: 405/488, 405/488/561, 405/488/561/638, 405/488/543/638, 457/514, BS20/80 Дополнительный фильтр: 457, 405/488/543, 457/514/561, 440/514/594 |
|
| Точечная диафрагма | изменение в пределах 12-256 мкм (плоскость 1 изображения) | |
| Спектральный детектор (с гальваническим сканером) (опция) | Количество каналов | 32 канала |
| Диапазон улавливания волн | 400-750 нм | |
| Скорость получения спектрального изображения | 4 к/с (256 x 256 пикселей), 1000 линий в секунду Размер в пикселях: максимально 2048 x 2048 пикселей |
|
| Разрешение по длинам волн | 80 нм (2,5 нм), 192 нм (6 нм), 320 нм (10 нм) диапазон длин волн меняется с шагом 0,25 нм | |
| Разделение | Высокоскоростное, точное разделение | |
| Совместимые микроскопы | Инвертированный микроскоп ECLIPSE Ti-E, микроскоп с неподвижным предметным столом ECLIPSE FN1, прямой микроскоп ECLIPSE Ni-E (с фокусирующей револьверной головкой или фокусирующим столом) | |
| Дополнительная комплектация | Система виртуальной адаптируемой диафрагмы VAAS | |
| Программное обеспечение | Воспроизведение/Формирование изображения | 2D-анализ, объемное 3D-изображение, 4D-анализ, спектральное разделение |
| Области применения | FRAP, FLIP, FRET (дополнительно), фотоактивация, получение трехмерных изображений во времени, получение многоточечных изображений во времени, колокализация | |
| Рекомендуемые условия установки | Температура 23? ± 5?C, относительная влажность воздуха 60% или меньше (без образования конденсата) | |
