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特長

	Confocal Super Resolution for All Live Cell Samples IXplore SpinSRは、標本のより深部への三次元ライブ観察を実現した超解像イメージングシステムです。スピニングディスク共焦点光学系を採用し、生細胞への光毒性を抑えたスピーディーな画像取得を実現します。お問い合わせ

Confocal Super Resolution for All Live Cell Samples

IXplore SpinSRは、標本のより深部への三次元ライブ観察を実現した超解像イメージングシステムです。スピニングディスク共焦点光学系を採用し、生細胞への光毒性を抑えたスピーディーな画像取得を実現します。

お問い合わせ

左：共焦点観察／右：超解像観察	オリンパス独自の超解像イメージングオリンパス独自の高速超解像処理Olympus super resolution（OSR）により超解像のライブディスプレイができます。 Olympus super resolution（OSR）の詳細はこちら ※画像：ストレスファイバー Fアクチン（緑）／微小管（赤）標本作製、画像の取得・提供に賜りました先生：東北大学大学院医学系研究科人体構造学分野上条桂樹先生

左：共焦点観察／右：超解像観察

オリンパス独自の超解像イメージング

オリンパス独自の高速超解像処理Olympus super resolution（OSR）により超解像のライブディスプレイができます。

Olympus super resolution（OSR）の詳細はこちら

※画像：ストレスファイバー Fアクチン（緑）／微小管（赤）
標本作製、画像の取得・提供に賜りました先生：東北大学大学院医学系研究科人体構造学分野上条桂樹先生

高速スキャン IXplore SpinSRはライブセル超解像イメージングを実現し、高速な変化を捉えるだけでなく、できるかぎり光毒性を抑えることで正しい現象を捉えることが可能です。ハードウェア性能に加え、オリンパス独自の高速超解像処理によって超解像のライブディスプレイを実現します。	Hela生細胞の伸長する微小管先端に結合するEB3タンパクEB3を遺伝子導入によりGFPでラベル。^※1 _{標本作製、画像の取得・提供にご協力賜りました先生: 産業技術総合研究所バイオメディカル研究部門加藤薫先生}

高速スキャン

IXplore SpinSRはライブセル超解像イメージングを実現し、高速な変化を捉えるだけでなく、できるかぎり光毒性を抑えることで正しい現象を捉えることが可能です。ハードウェア性能に加え、オリンパス独自の高速超解像処理によって超解像のライブディスプレイを実現します。

Hela生細胞の伸長する微小管先端に結合するEB3タンパクEB3を遺伝子導入によりGFPでラベル。^※1

_{標本作製、画像の取得・提供にご協力賜りました先生:

産業技術総合研究所バイオメディカル研究部門加藤薫先生}

Related Videos 神経細胞の3次元タイムラプス EGFPで標識したマウス初代培養神経細胞を、アストロサイトと3週間共培養後に観察。露光時間500ms/frame、Z間隔0.2umで26スライス取得したXYZ画像を3次元構築。3次元構築画像はFV31S-DTで表示。 _{標本作製、画像の取得・提供にご協力賜りました先生：東京大学大学院薬学系研究科薬品作用学教室池谷裕二先生}	深部超解像イメージング IXplore SpinSRでは、共焦点光学系と生細胞の屈折率にマッチしたシリコーン浸対物レンズを採用することで、光学セクショニング効果による背景光（ボケ）の少ない鮮明な超解像画像を深部でも可能にしました。

神経細胞の3次元タイムラプス
EGFPで標識したマウス初代培養神経細胞を、アストロサイトと3週間共培養後に観察。露光時間500ms/frame、Z間隔0.2umで26スライス取得したXYZ画像を3次元構築。3次元構築画像はFV31S-DTで表示。

_{標本作製、画像の取得・提供にご協力賜りました先生：

東京大学大学院薬学系研究科薬品作用学教室池谷裕二先生}

深部超解像イメージング

IXplore SpinSRでは、共焦点光学系と生細胞の屈折率にマッチしたシリコーン浸対物レンズを採用することで、光学セクショニング効果による背景光（ボケ）の少ない鮮明な超解像画像を深部でも可能にしました。

高い汎用性 1クリックで超解像観察から共焦点観察、ワイドフィールド観察への切替ができ、同じサンプルを各観察手法で比較することが可能です。高い汎用性を兼ね備え、幅広い目的でご使用いただけるため、共通機器のように複数の方が使われる場合などにも適したシステムです。	ワイドフィールド観察共焦点観察超解像観察

高い汎用性

1クリックで超解像観察から共焦点観察、ワイドフィールド観察への切替ができ、同じサンプルを各観察手法で比較することが可能です。
高い汎用性を兼ね備え、幅広い目的でご使用いただけるため、共通機器のように複数の方が使われる場合などにも適したシステムです。

ワイドフィールド観察

共焦点観察

超解像観察

マルチカラー超解像イメージング

2カメラ同時観察ユニット

オプションで2つのカメラを同時に接続したシステムを構築でき、2 色同時の超解像イメージングが可能です。

簡単設定

他の超解像手法に比べ、設定パラメーターが少なく簡単にマルチカラー超解像イメージングができます。

※体細胞分裂期中期の紡錘体の様子^※1
_{ヒト子宮頸癌由来細胞株HeLa細胞を抗Hec1抗体(キネトコアを可視化: 緑)と、抗tubulin抗体(微小管を可視化: 赤)で免疫染色し、DAPIで染色体(青)を可視化した。染色体がキネトコアを介して微小管と結合している様子を観察。

標本作製、画像の取得・提供に賜りました先生：東北大学加齢医学研究所分子腫瘍学研究分野池田真教先生、田中耕三先生}

※タンパク(Nup153) :Alexa488標識 , タンパク（Nup62) :Alexa555標識
_{標本作製、画像の取得・提供に賜りました先生：徳島大学藤井節郎記念医科学センター小迫英尊先生}

デコンボリューション超解像画像にデコンボリューションを行う事により、さらに細部の観察が可能となります。	共焦点観察超解像観察超解像観察に3次元デコンボリューションを適用

デコンボリューション

超解像画像にデコンボリューションを行う事により、さらに細部の観察が可能となります。

共焦点観察
超解像観察
超解像観察に3次元デコンボリューションを適用

参考文献

S. Hayashi and Y. Okada, “Ultrafast superresolution fluorescence imaging with spinning disk confocal microscope optics,” Mol. Biol. Cell 26(9), 1743–1751 (2015).

S. Hayashi, “Resolution doubling using confocal microscopy via analogy with structured illumination microscopy,” Jpn. J. Appl. Phys. 55(8), 082501 (2016).

A. Nagasawa-Masuda and K. Terai, “Yap/Taz transcriptional activity is essential for vascular regression via Ctgf expression and actin polymerization,” PLoS ONE 12(4), e0174633 (2017).

H. Nakajima, et al., “Flow-Dependent Endothelial YAP Regulation Contributes to Vessel Maintenance,” Dev. Cell 40(6), 523-536.e6 (2017).

K. Tateishi, et al., “Three-dimensional Organization of Layered Apical Cytoskeletal Networks Associated with Mouse Airway Tissue Development,” Sci. Rep. 7, 43783 (2017).

E. Herawati, et al., “Multiciliated cell basal bodies align in stereotypical patterns coordinated by the apical cytoskeleton,” J. Cell Biol. 214(5) 571-586 (2016).

M.-T. Ke, et al., “Super-Resolution Mapping of Neuronal Circuitry With an Index-Optimized Clearing Agent,” Cell Rep. 14(11) 2718–2732 (2016).

※1 HeLa細胞は医学研究で最も重要な細胞株の一つで、科学の発展に偉大な貢献をしました。しかし、この細胞の元となったヘンリエッタ・ラックス（Henrietta Lacks）さんの同意が得られていなかった事実を認識しなければなりません。HeLa細胞の使用は、免疫学や、感染症学、癌研究などにおける重要な発見に貢献しましたが、同時に医学における個人情報保護や倫理についての重要な議論も引き起こしました。
ヘンリエッタ・ラックスさんの生涯と現代医学への貢献における詳細は、以下にアクセスしてご覧ください。
http://henriettalacksfoundation.org/

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機能

OSR(Olympus Super Resolution)の原理

共焦点画像がもつ潜在的な超解像性をオリンパス独自の技術により可視化する手法です。光学理論に基づいた忠実な超解像成分の回復処理により、平面分解能 120nmを実現しました。

OSR(Olympus Super Resolution)の原理

培養上皮細胞の分裂装置（微小管、Z01）染色体：青色、チューブリン：緑色、ZO1：赤色	スピニングディスク共焦点光学系共焦点ピンホールを多数有すディスクを高速に回転させ、一枚の共焦点画像をカメラで高速に取得します。これにより最速5ms/fでの画像取得が可能であり、高速に起こる生物現象を捉えることができます。多数あるピンホールは十分な間隔を持ち、クリアな画像取得ができると共に、視野数18（共焦点モード）を確保する光学系によって、広い視野を一度に取り込むことを可能にしています。また、共焦点光学系をベースにした超解像技術を活用した光学セクショニングにより、背景光（ボケ像）のない鮮明な超解像画像を取得できます。 _{標本作製、画像の取得・提供にご協力賜りました先生: 大阪大学大学院生命機能研究科・医学系研究科加納初穂先生、矢野智樹先生、月田早智子先生}

培養上皮細胞の分裂装置（微小管、Z01）

染色体：青色、チューブリン：緑色、ZO1：赤色

スピニングディスク共焦点光学系

共焦点ピンホールを多数有すディスクを高速に回転させ、一枚の共焦点画像をカメラで高速に取得します。これにより最速5ms/fでの画像取得が可能であり、高速に起こる生物現象を捉えることができます。多数あるピンホールは十分な間隔を持ち、クリアな画像取得ができると共に、視野数18（共焦点モード）を確保する光学系によって、広い視野を一度に取り込むことを可能にしています。

また、共焦点光学系をベースにした超解像技術を活用した光学セクショニングにより、背景光（ボケ像）のない鮮明な超解像画像を取得できます。

_{標本作製、画像の取得・提供にご協力賜りました先生:

大阪大学大学院生命機能研究科・医学系研究科加納初穂先生、矢野智樹先生、月田早智子先生}

ライブセル超解像に適した明るいスピニングディスク

共焦点ピンホールにマイクロレンズを備えたスピニングディスクにより、従来よりも明るい超解像画像取得を実現します。弱いレーザーパワーでのイメージングが可能になるため、サンプルに対する光毒性を抑えることができ、ライブセルイメージングに適しています。

超解像用スピニングディスクの原理

スピニングディスクの構成

通常の共焦点顕微鏡の結像関係は、照明系のPSF（点像分布関数）と検出系のPSFとの積で表されます。ピンホールの光軸中心からDの位置の結像を確認すると、図のように照明系のPSFと検出系のPSFの積となり、光軸中心からD/2の位置情報を中心として伝達されていることが分かります。これは、D/2の位置の情報がピンホール上ではDに拡大されていることと同等になりますが、これを補正するために、マイクロレンズを用いてピンホールに投影される個々の焦点を１/２に光学的に縮小することにより、理想的な結像関係になります。この場合の分解能は、ピンホールを無限小に小さくした場合の理想的な共焦点顕微鏡とほぼ等しくなり、高速で、細胞にやさしいスピニングディスクの特徴もそのまま維持されます。

_{関連論文：T. Azuma and T. Kei, "Super-resolution spinning-disk confocal microscopy using optical photon reassignment", Opt. Express 23, 15003-15011 (2015).}

	視野周辺まで均一な画像性能中間変倍ユニットによって、共焦点モードと超解像モードを切り替えることができます。オリンパス専用の中間変倍ユニットは、超解像用対物レンズの性能を最大限発揮させる基本光学設計、倒立型顕微鏡IX83に最適なテレセントリック光学系を搭載しています。これにより、視野周辺まで均一な画像性能を得ることができます。

視野周辺まで均一な画像性能

中間変倍ユニットによって、共焦点モードと超解像モードを切り替えることができます。オリンパス専用の中間変倍ユニットは、超解像用対物レンズの性能を最大限発揮させる基本光学設計、倒立型顕微鏡IX83に最適なテレセントリック光学系を搭載しています。これにより、視野周辺まで均一な画像性能を得ることができます。

深部観察を可能にする光学設計深部観察では、球面収差は大きく影響します。球面収差とは、光路中の屈折率ミスマッチ（対物レンズの浸液とサンプルの屈折率など）によって発生し、分解能やコントラストの低下を招きます。特に開口数の大きい対物レンズでの影響度が高く、超解像イメージングの深部観察するために考慮しなければならないことのひとつです。屈折率はサンプルに依存しますが、一般的な生細胞やカルチャー組織スライスでは、おおよそne=1.38であり、それに近い屈折率の浸液を利用したシリコーンオイル浸対物レンズは超解像イメージングの深部観察に最適な対物レンズであり、球面収差を抑えることで数十マイクロメートル深部の細胞内構造を観察することを可能にします。	Related Videos

深部観察を可能にする光学設計

深部観察では、球面収差は大きく影響します。球面収差とは、光路中の屈折率ミスマッチ（対物レンズの浸液とサンプルの屈折率など）によって発生し、分解能やコントラストの低下を招きます。特に開口数の大きい対物レンズでの影響度が高く、超解像イメージングの深部観察するために考慮しなければならないことのひとつです。屈折率はサンプルに依存しますが、一般的な生細胞やカルチャー組織スライスでは、おおよそne=1.38であり、それに近い屈折率の浸液を利用したシリコーンオイル浸対物レンズは超解像イメージングの深部観察に最適な対物レンズであり、球面収差を抑えることで数十マイクロメートル深部の細胞内構造を観察することを可能にします。

	遠隔補正環ユニット補正環は対物レンズの中のレンズ位置を調整することで、光路中の屈折率ミスマッチによって発生する球面収差を補正し、分解能、明るさ、コントラストなどの画質を向上させることができます。特に超解像画像で使用される開口数の高い対物レンズでは球面収差の影響が大きいため、補正環を調整することは重要です。遠隔補正環ユニットは、すべての補正環付きUIS2対物レンズで使用することができ、より簡単に補正環調整を可能にします。

遠隔補正環ユニット

補正環は対物レンズの中のレンズ位置を調整することで、光路中の屈折率ミスマッチによって発生する球面収差を補正し、分解能、明るさ、コントラストなどの画質を向上させることができます。特に超解像画像で使用される開口数の高い対物レンズでは球面収差の影響が大きいため、補正環を調整することは重要です。遠隔補正環ユニットは、すべての補正環付きUIS2対物レンズで使用することができ、より簡単に補正環調整を可能にします。

リアルタイムコントローラーによる正確なデバイス制御 3Dタイムラプス観察やライブセルイメージングでは、光毒性を減らすためにできるだけ無駄な光を当てる時間を短くすることが望ましく、高い時間分解能が求められます。リアルタイムコントローラーは、独立したCPUボードを搭載し、マイクロ秒オーダーでのカメラやレーザー制御を同期させ、複雑な実験系でも遅延やロスのない処理を行います。

リアルタイムコントローラーによる正確なデバイス制御

3Dタイムラプス観察やライブセルイメージングでは、光毒性を減らすためにできるだけ無駄な光を当てる時間を短くすることが望ましく、高い時間分解能が求められます。リアルタイムコントローラーは、独立したCPUボードを搭載し、マイクロ秒オーダーでのカメラやレーザー制御を同期させ、複雑な実験系でも遅延やロスのない処理を行います。

リアルタイムコントローラー

Related Videos	フォーカスを維持するIX3-ZDC2 IX3-ZDC2は、光毒性の少ないレーザークラス1のIRレーザーを用いて容器底面を検出し、ピントを合わせます。ワンショットAFは、厚みのあるサンプルに対して任意にフォーカス位置を設定でき、Zスタックを効率よく取得できます。また、コンティニュアスAFでは常に同じZポジションを保持できるため、高速なタイムラプスイメージングでもピントを維持します。 IX3-ZDC2についての詳細はこちら

フォーカスを維持するIX3-ZDC2

IX3-ZDC2は、光毒性の少ないレーザークラス1のIRレーザーを用いて容器底面を検出し、ピントを合わせます。ワンショットAFは、厚みのあるサンプルに対して任意にフォーカス位置を設定でき、Zスタックを効率よく取得できます。また、コンティニュアスAFでは常に同じZポジションを保持できるため、高速なタイムラプスイメージングでもピントを維持します。

IX3-ZDC2についての詳細はこちら

手軽に多次元画像が取得可能プロセスマネージャーでは、マルチカラー、 Z スタックやタイムラプスといった多次元画像を簡単に取得できます。また、エクスペリメントマネージャーでは、ひとつの実験内で撮影条件を変更したり、3 次元の共焦点画像取得からある Z ポジションの超解像画像取得など、自由度の高い実験系をグラフィカルなアイコンを設置するだけで設計可能です。

手軽に多次元画像が取得可能

プロセスマネージャーでは、マルチカラー、 Z スタックやタイムラプスといった多次元画像を簡単に取得できます。また、エクスペリメントマネージャーでは、ひとつの実験内で撮影条件を変更したり、3 次元の共焦点画像取得からある Z ポジションの超解像画像取得など、自由度の高い実験系をグラフィカルなアイコンを設置するだけで設計可能です。

手軽に多次元画像が取得可能

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お問い合わせ

仕様

顕微鏡フレーム
IX83P2ZF
対応する観察手法 > 超解像観察 ○
対応する観察手法 > 共焦点観察 ○
観察法 > 蛍光 (B, G励起) ○
観察法 > 蛍光 (U励起) ○
観察法 > 微分干渉 ○
観察法 > 位相差 ○
観察法 > 明視野 ○
レボルバー > 電動式（6穴） ○
焦準機構 > 電動式
○
焦準機構 > Zドリフトコンペンセーター ○
鏡筒 > 広視野 (FN22) > ティルティング双眼 ○
照明系 > 透過ケーラー照明 > LED光源 ○
照明系 > 透過ケーラー照明 > 100Wハロゲンランプ ○
照明系 > 落射蛍光照明 > 100W水銀ランプ ○
照明系 > 落射蛍光照明 > ライトガイド光源 ○
蛍光ミラーユニットカセット > 電動式（8穴） ○
ステージ > 電動式
電動ステージのオプションについては、お近くの営業担当者にお問い合わせください。
ステージ > マニュアル式 > IX3-SVR 右奥ロングハンドルステージ
X: 114 mm, Y: 75 mm
ステージ > マニュアル式 > IX3-SVL 左手前ショートハンドルステージ
X: 114 mm, Y: 75 mm
コンデンサー > 電動式 > ユニバーサルコンデンサー W.D.=27mm、NA=0.55、電動絞り、電動ポラライザー付
コンデンサー > マニュアル式 > ユニバーサルコンデンサー NA 0.55/ W.D. 27 mm
コンデンサー > マニュアル式 > 超長作動距離コンデンサー NA 0.3/ W.D. 73.3 mm
共焦点スキャンユニット
スピニングディスク共焦点スキャンユニット
超解像処理
Olympus Super Resolution (OSR) フィルター
アクセサリー
遠隔補正環調整ユニット (IX3-RCC)
リアルタイムコントローラー (U-RTCE)
保温箱
外形寸法 323 (W) x 475 (D) x 706 (H) mm （IX83P2ZFフレーム）
質量約47kg（IX83P2ZFフレーム）

顕微鏡フレーム		IX83P2ZF
対応する観察手法 > 超解像観察		○
対応する観察手法 > 共焦点観察		○
観察法 > 蛍光 (B, G励起)		○
観察法 > 蛍光 (U励起)		○
観察法 > 微分干渉		○
観察法 > 位相差		○
観察法 > 明視野		○
レボルバー > 電動式（6穴）		○
焦準機構 > 電動式		○
焦準機構 > Zドリフトコンペンセーター		○
鏡筒 > 広視野 (FN22) > ティルティング双眼		○
照明系 > 透過ケーラー照明 > LED光源		○
照明系 > 透過ケーラー照明 > 100Wハロゲンランプ		○
照明系 > 落射蛍光照明 > 100W水銀ランプ		○
照明系 > 落射蛍光照明 > ライトガイド光源		○
蛍光ミラーユニットカセット > 電動式（8穴）		○
ステージ > 電動式		電動ステージのオプションについては、お近くの営業担当者にお問い合わせください。
ステージ > マニュアル式 > IX3-SVR 右奥ロングハンドルステージ		X: 114 mm, Y: 75 mm
ステージ > マニュアル式 > IX3-SVL 左手前ショートハンドルステージ		X: 114 mm, Y: 75 mm
コンデンサー > 電動式 > ユニバーサルコンデンサー		W.D.=27mm、NA=0.55、電動絞り、電動ポラライザー付
コンデンサー > マニュアル式 > ユニバーサルコンデンサー		NA 0.55/ W.D. 27 mm
コンデンサー > マニュアル式 > 超長作動距離コンデンサー		NA 0.3/ W.D. 73.3 mm
共焦点スキャンユニット		スピニングディスク共焦点スキャンユニット
超解像処理		Olympus Super Resolution (OSR) フィルター
アクセサリー		遠隔補正環調整ユニット (IX3-RCC) リアルタイムコントローラー (U-RTCE) 保温箱
外形寸法		323 (W) x 475 (D) x 706 (H) mm （IX83P2ZFフレーム）
質量		約47kg（IX83P2ZFフレーム）

アプリケーション

内耳コルチ器外有毛細胞ステレオシリアとキノシリア（アクチン:赤、微小管:緑）

_{標本作製、画像の取得・提供にご協力賜りました先生:
¹大阪大学大学院生命機能研究科・医学系研究科、
²京都府立医科大学耳鼻咽喉科・頭頸部外科学

加納初穂先生¹、神谷透先生^1,2、坂口博史先生²、月田早智子先生¹}

内耳コルチ器外有毛細胞ステレオシリアとキノシリア（アクチン:赤、微小管:緑）

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GFPでラベルしたミトコンドリアのビデオレート（30fps）での高速観察個々の細かいミトコンドリアの動態観察ができている。（Scale bar: 全体:5um, 拡大: 500nm） _{標本作製、画像の取得・提供にご協力賜りました先生: 東北大学大学院工学研究科林久美子先生}

	GFPでラベルした脳スライスのプルキンエ細胞共焦点観察によりサンプルのXYZを観察し、高さの異なる場所を超解像で観察した。超解像画像はそれぞれZ10枚のプロジェクション画像。3次元構築画像はFV31S-DTで表示。 _{標本作製、画像の取得・提供にご協力賜りました先生：慶應義塾大学医学部神経生理学研究室竹尾ゆかり先生、柚﨑通介先生}