2019년 출시 이후 X 라인 대물렌즈는 당사의 생명과학 대물렌즈 라인을 대표하는 제품이 되었고, 많은 최첨단 이미징 시스템의 핵심이 되었습니다. 이들 제품의 성공은 여기서 멈추지 않습니다. 또한, 수상 경력에 빛나는 이러한 광학 장비는 Olympus 외부에서 설계된 많은 최첨단 현미경 검사 시스템에도 통합되었습니다.
PicoQuant에서 설계한 컨포칼 현미경 시스템을 예로 들 수 있습니다.
PicoQuant는 펄스 다이오드 레이저 및 시분해 데이터 획득, 단일 광자 카운팅 및 형광 장비와 같은 고급 이미징 장비를 선도하는 공급업체입니다. 이러한 장비는 생물학, 물리학, 재료 과학 및 화학 분야 연구원들을 지원하기 위해 매우 민감하고 사용하기 쉬운 모듈식 시스템을 개발하는 데 초점을 둡니다.
오랜 기간 Olympus와 협업하는 과정에서 PicoQuant는 MicroTime 200 시분해 컨포칼 현미경에서 X 라인 대물렌즈를 테스트했습니다. 그림 1에 나타난 이 시스템은 단일분자 감도 및 피코초 시간해상도를 제공합니다.
그림 1. PicoQuant MicroTime 200 시분해 컨포칼 현미경은 최첨단 과학 연구를 위한 단일분자 감도를 제공합니다.
X 라인 광학으로 고급 이미징 시스템의 성능을 향상하는 방법
X 라인 대물렌즈는 개구수, 이미지 평탄도 및 색채 보정의 세 가지 중요 영역을 동시에 개선하여 고급 현미경 시스템에 고유한 이점을 제공합니다. 기존의 대물렌즈에서는 종종 이러한 매개변수 중 하나를 개선하면 다른 매개변수의 기능은 저하됩니다. 수상 경력에 빛나는 렌즈 제조 기법 덕분에(그림 2), 이제 더 이상 절충을 하지 않아도 됩니다.
그림 2. Olympus X 라인 대물렌즈는 이미지 평탄도, 색채 보정 및 개구수 간의 일반적인 절충이 필요하지 않습니다.
PicoQuant의 수석 과학자인 Marcelle König 박사는 X 라인 대물렌즈의 성능이 컨포칼 현미경 설계를 어떻게 개선하는지 설명했습니다.
"고객을 위한 한 가지 핵심 기법은 펄스식 인터리브 여기(PIE)입니다. 이것은 컨포칼 샘플 볼륨 내 여러 형광단의 준동시(quasi-simultaneous) 여기에 대한 여러 파장의 동기식 펄스 레이저를 사용하므로, 색 전이를 피하는 것이 필수적입니다. 우리는 X 라인 대물렌즈를 테스트하기 위해 485nm(파란색) 및 640nm(빨간색) 레이저로 여기된 형광 비드를 살펴보았습니다. 그런 다음 PIE 접근방식을 사용하여 비드를 동시에 측정하여 전이를 확인했고, 그 결과는 매우 설득력이 있었습니다. 새 대물렌즈는 세 가지 차원 모두에서 색 전이를 방지하는 데 정말 더 효과적이었습니다."라고 Marcelle은 말했습니다.
Marcelle은 계속해서 "MicroTime 200은 단일분자 감도를 가지므로, 샘플에서 얻을 수 있는 광자가 많을수록 좋기 때문에 개구수 개선도 유용합니다. 단일분자 애플리케이션의 예로는 형광 공명 에너지 이동(Förster resonance energy transfer, FRET)을 들 수 있습니다. 이것은 생물학에서 매우 뛰어난 기술이며, PIE 접근방식과 결합하면 단일분자 FRET 연구에 매우 유용합니다."라고 덧붙였습니다.
성공적인 시험 수행 후 PicoQuant는 MicroTime 200 시스템에서 공식적으로 Olympus의 X 라인 대물렌즈를 적용했습니다. 이 애플리케이션에 가장 일반적으로 사용되는 대물렌즈는 100X 오일 이멀젼 렌즈(UPLXAPO100XO)로, 개구수는 1.45입니다(그림 3).
그림 3. Olympus X 라인 100X 오일 이멀젼 렌즈.
협업을 통한 과학 발전
Marcelle은 Olympus와 PicoQuant 간의 긴밀한 협업에 대해서도 언급했습니다.
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