샘플 손상 없는 고해상도 심층 이미징

현미경 프레임

정립 프레임

FV1200MPE 정립 프레임은 다광자 현미경 검사를 위한 전용 솔루션입니다. 이 프레임은 레이저광 자극과 패치 클램프 신호를 동기화해야 하는 실험이 진행되는 동안 최종 사용자가 최적의 시스템을 구축할 수 있게 해줍니다. 높은 NA의 전용 콘덴서가 전송된 이차 고조파 발생(SHG) 신호를 검출합니다.

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도립 프레임

도립 프레임은 조직 배양물과 같이 두껍고 살아 있는 샘플과 3차원 세포 배양물에 대한 타임 랩스 관찰에 이상적입니다. 도립 프레임 시스템은 본체의 창을 통해 기관이나 조직에 대한 생체 내 타임 랩스 관찰을 수행할 때도 유용합니다.

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레이저 및 스캐너 시스템 

손상을 줄이면서 더 밝고 깊게 이미징

다광자 현미경 검사에서는 초점면에서 짧은 펄스폭을 사용하여 형광 여기 효율을 최대화합니다. 그러나 펨토초 레이저의 펄스폭은 광학계를 통과하면서 분산되고 대물렌즈를 통해 나올 때 넓어집니다. 레이저 빔 형성 광학계는 현미경의 광학계가 생성하는 것과 정반대로 보상적 분산을 만들어내므로(음의 처프(negative chirp)) 샘플의 이상적인 펄스폭이 복구됩니다.

레이저 빔 여기를 위한 맞춤형 빛 조절

FV1200MPE에는 레이저광 조정을 위한 AOM이 장착되어 있습니다. AOM은 레이저 강도 변경과 레이저 On/Off 전환을 마이크로초 단위로 빠르게 진행할 수 있게 해줍니다. 그 결과, 레이저 출력 제어를 관심 지역으로 향하는 방사로 제한하여 주변 지역으로의 방사를 피할 수 있습니다. 두꺼운 샘플에서는 샘플 깊이에 따라 레이저 강도와 PMT 전압을 조정하여 이미지 밝기를 변화시키지 않으면서 이미지를 캡처할 수 있습니다.

레이저 빔 자동 조정 기능

효율적인 다광자 여기를 달성하기 위해서는 레이저 빔(가우스 강도 분포로 표시)이 대물렌즈를 통과할 때 동공의 직경을 채워야 합니다. FV1200MPE의 빔 익스팬더는 대물렌즈와 여기 파장에 따라 빔의 직경을 자동으로 조정합니다. 이로써 레이저 빔의 특성이 다광자 여기 현미경 검사에 맞게 최적화됩니다.

새로운 미러 설계로 여기 효율 향상

Olympus의 검류계 미러는 혁신적인 실버 코팅 덕분에 가시광선에서 근적외선까지의 대역폭에서 탁월한 반사 특성을 제공합니다. XY 스캐너의 전반사율도 개선되어 근적외선 범위에서 기존의 알루미늄 미러에 비해 25% 더 높은 반사율을 제공합니다. 더불어, 절대적인 출력이 필수적으로 요구되는 경우 반사율이 높아지면 다광자 여기 효율이 FV1000MPE에 비해 50% 개선되어 심층 관찰에 이상적인 미러가 됩니다.

탐지 시스템

넓은 관측 시야로 민감하게 검출

다광자 여기에서는 샘플 내부의 초점에서 형광이 방출됩니다. 세포 및 조직 구성부품은 입사 빔에서 약간 떨어진 위치에서 샘플 표면에 빛이 등장하도록 빛을 산란시킵니다. FV1200MPE는 넓은 관측 시야 덕분에 산란광을 포함한 형광 신호를 최대량으로 포착하여 흩어져 있는 조직에서 효율적인 형광 이미징을 제공합니다.

정립 현미경을 위한 민감한 GaAsP 탐지기

수작업으로 선택한 갈륨비소인화물(GaAsP, 45% QE)을 사용하는 탐지기는 형광이 매우 희미할 때도 높은 S/N 비율의 이미지를 획득할 수 있습니다.

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반사 형광 탐지기

형광 신호는 매우 희미할 뿐 아니라 두꺼운 샘플 안에서 산란되는 성질도 있어서 신호 강도를 낮춥니다. FV1200MPE는 샘플에서 가까운 위치에 탐지기가 설치되어 있어 탐지 효율을 최대화합니다.

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투과 형광 탐지기

다광자 이미징을 위한 고-NA 콘덴서와 투과 형광 탐지기는 초점면에서 방출되는 형광과 샘플 내부에서 산란되는 빛을 검출합니다. 이 투과광 탐지기는 매우 높은 효율로 형광을 탐지하며 이는 샘플의 심층부에서 특히 유용합니다.

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다광자 현미경 검사 전용 대물렌즈

빛 회절 보정으로 심층 이미징 제공

샘플 내부의 굴절률 차이는 초점을 와해하여 심층 이미징에서 문제를 초래합니다. FV1200MPE의 전용 대물렌즈는 보정환 덕분에 굴절률 불일치를 보정할 수 있으므로 에너지 밀도를 손상시키지 않으면서 샘플의 심층부에서 이상적인 초점을 형성할 수 있습니다.

새로운 차원의 심층 이미징

Olympus의 혁신적인 솔루션은 매우 깊은 조직 수준에서 투명한 생물 샘플에 대한 고정밀 이미징을 가능하게 합니다. 이 솔루션은 작동거리 4mm의 다광자 이미징 전용 대물렌즈와 생물 샘플을 투명하게 처리하는 혁신적인 투명화제로 구성됩니다.

다광자 대물렌즈에 대해 자세히 알아보기
광학 투명화제 SCALEVIEW-A2에 대해 자세히 알아보기

고속 이미징을 위한 강력한 최적화

자극 시스템

동시 다광자 이미징과 자극

이미징 설정을 통해 사용자를 제약하지 않으면서 원하는 대로 레이저광 자극을 조정할 수 있습니다. 이는 FV1200에서 레이저광 자극을 위해 독립적으로 사용되는 두 번째 스캐너(SIM) 옵션 덕분에 가능한 것입니다. SIM-스캐너에 연결한 두 번째 다광자 레이저는 이미징을 위해 사용되는 초점면에 동시 자극을 제공합니다.

다광자 언케이징(uncaging) 및 형광으로 시험한 단일 수상돌기 가시의 칼슘 신호
단일 척추의 머리(적색)에서, 케이지 글루탐산염에 대한 다광자 언케이징(uncaging)이 진행되었고 글루탐산염이 주입되었습니다(720nm 여기). 이 단일 척추의 머리에서 수상돌기 줄기 방향으로 이어지는 선(삼각형 2개를 연결하는 선)을 따라 라인 스캔을 수행했습니다. 척추 머리에서 NMDA 수용체를 통해 줄기로 흘러 들어가는 칼슘을 분명하게 관찰할 수 있습니다.

Reprinted from Noguchi et al. Neuron 46(2005)609-622.
Jun Noguchi, Haruo Kasai
도쿄대학교 의과대학
CDBIM(Center for Disease Biology and Integrative Medicine).

다광자 및 가시광선 자극

다점 자극 소프트웨어(옵션)는 하나의 실험에서 적외선과 자외선을 전환하는 자극을 연속하여 적용할 수 있게 해줍니다. 예를 들어, 다광자 여기로 언케이징(uncaging)을 수행한 후 이미지를 획득하기 위해 멈출 필요 없이 채널 로돕신 가시광선 자극을 바로 적용할 수 있습니다.

광자극을 위한 통합 DM의 예시

예를 들어, 아래와 같은 이색 반사경을 사용할 때 488nm 및 559nm에서 가시광선으로 자극을 줄 수 있습니다. 그런 다음 920nm에서 적외선으로 여기하여 관찰할 수 있습니다.

다양한 이미징 및 측정

다양한 스캔 모드 선택

FV1200MPE는 AOM이 표준으로 함께 제공되며 이미징과 광자극의 위치와 시간을 미세 조정할 수 있습니다. Olympus 토네이도 스캐닝을 사용하면 FRAP 및 언케이징(uncaging)이 포함되는 실험에서 원하는 영역의 표백과 레이저광 자극을 신속하게 진행할 수 있습니다.

고속 광유전학 및 언케이징(uncaging)

표준 래스터 스캐닝 모드는 높은 신호-노이즈 비율로 고속 생리학 측정을 수행할 수 없습니다. Olympus의 혁신적인 MMASW(Multi point Mapping Advanced Software)는 가장 까다로운 고속 측정을 위한 솔루션을 제공합니다. 사용자는 임의 접근 스캐닝(Random Access Scanning) 및 표적 경로 스캐닝(Targeted Path Scanning)과 유사한 방법을 사용하여 고속 다점 측정이나 자극 경로를 자유롭게 선택할 수 있습니다. 스캔한 각각의 위치를 더 넓은 영역으로 확대할 수 있습니다. 실버 검류계 미러가 뛰어난 가시 레이저 및 IR 레이저 처리량으로 모든 관측 시야 및 다색 스캐닝 기능에 접근할 수 있도록 보장하면서 스캔을 추진합니다. 위치당 최대 50,000Hz의 데이터 출력으로 초당 최대 101사이클에서 세포망 변동을 측정합니다. 높은 신호-노이즈 비율은 사용자가 필요로 하는 모든 데이터를 캡처합니다.
매핑 기능으로 형광 변동 위치나 높은 신호 영역을 빠르게 파악하고 고속 측정 위치를 자동으로 배정할 수 있습니다.
광유전학 또는 언케이징(uncaging) 실험을 위한 Olympus의 독특한 SIM 스캐너로 동시 자극에 대한 세포의 반응을 매핑할 수 있습니다(FV1200MPE BASIC 및 TWIN만 해당).
전기생리학 및 기타 외부 기기와 탐지를 동기화할 수 있습니다. 고속 전기생리학, 칼슘 측정, 광유전학 및 FRAP/FLIP 실험. SIM 스캐너 자극과 이미징이 동기화되어 자극을 캡처하는 동안이나 그 직후에 발생하는 세포 반응을 파악할 수 있습니다. 독립적인 두 개의 빔으로 자극/이미징 위치와 레이저 파장을 별도로 설정할 수 있습니다.

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레이저 자극과 패치 클램핑 동기화

FV1200MPE의 아날로그 유닛은 전압을 이미지로 전환하여 형광 이미지처럼 취급할 수 있게 해줍니다. 예를 들어 레이저 광자극 중에 패치 클램프로 측정한 전기 신호는 이미지 촬영과 동기화되고 의사 색상으로 표시될 수 있습니다.

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전기생리학 및 고속 측정

관찰 영역을 격자로 분할한 후 영역별로 레이저를 방사할 수 있으므로 인접 영역으로부터의 신호 영향을 배제하면서 레이저광 자극을 적용할 수 있습니다. 매핑 및 다점 소프트웨어가 여러 지점에서의 자동 자극을 가능하게 합니다(옵션형 소프트웨어).

Z-평면 밝기 보정

일반적으로, 두꺼운 샘플의 심층부를 이미징할 때 샘플 밝기가 감소합니다. 이 기능을 사용하면 초점 위치를 일치시키기 위해서 연속적으로 이미지를 획득하는 동안 탐지기 감도와 레이저 출력을 변경할 수 있으므로, 샘플의 두꺼운 부분에 대한 정보를 잃지 않으면서 고감도 고정밀 이미징이 가능해집니다.

소동물 작업을 위한 암 높이 상승 키트

암 높이 상승 키트는 40mm의 추가 공간을 제공하며 현미경 프레임과 반사광 조명 장치 사이에 장착됩니다. 이 키트는 소동물을 이용하는 실험을 쉽게 만들어줍니다.

다양한 시스템 구성 옵션

M 시스템: M 스캐너를 사용하는 다광자 전용 구성

가시광선 레이저가 탑재되지 않은 다광자 전용 시스템입니다. 다광자 현미경 검사에 최적화된 간단한 광학계 덕분에 간단한 조작을 통해 작은 샘플 내부의 심층부에서 이미징을 수행할 수 있습니다. 이 시스템은 골드 코팅 검류계 스캐닝 미러를 사용합니다.

B 시스템: 표준 스캐너를 사용하는 다광자 구성

다광자 이미징을 위한 IR 레이저와 가시광선용 레이저를 탑재하고 있는 시스템으로, 다광자 현미경 검사를 통한 심층 이미징과 가시 레이저를 통한 컨포칼 이미징을 수행할 수 있습니다. 라이브 셀 이미징, 체내 이미징 등 다양한 이미징에 활용할 수 있습니다. 이중 레이저 컴바이너와 함께 사용하면 다광자 이미징 및 가시광선 자극이 가능합니다.

S 시스템: 다광자 레이저광 자극

자극용 스캐너로 빛을 전달하는 IR 레이저가 탑재된 시스템입니다. 일반적인 다광자 현미경 검사를 수행할 수 있을 뿐 아니라, 가시 레이저로 이미징을 진행하는 동안 다광자 여기를 통해 정확한 광자극을 적용할 수도 있습니다. 다광자 현미경 검사 시 시간 컨트롤러 등의 일부 이미지 획득 모드를 이용할 수 없습니다.

T 시스템: 다광자 이미징 및 자극

자극과 이미징을 위한 두 개의 독립적인 IR 레이저에서 나오는 레이저광을 동기화하는 시스템입니다. 다광자 이미징을 통해 조직 내 심층부를 시각화하는 동시에 다광자 여기로 정확한 3D 자극을 적용할 수 있습니다(예: 조직 심층부에 위치한 단일 수상돌기 가시를 자극). SIM 스캐너는 새롭게 도입된 SIM 듀얼 포트 덕분에 가시 레이저와 IR 레이저를 사용하여 정확한 자극을 적용할 수 있습니다.

레이저 공유 시스템

현미경 2대에서 하나의 레이저를 공유할 수 있게 하는 시스템입니다. M 시스템(다광자 전용 시스템)과 레이저를 공유하는 B 시스템(기본 시스템)의 예시. B 시스템의 BX61WI와 M 시스템의 BX61WI가 레이저 하나를 공유합니다.

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표준 컨포칼 현미경 검사를 위한 가시 레이저

멀티 컴바이너는 405nm, 440nm, 473nm, 559nm 및 635nm 다이오드 레이저 모두를 결합할 수 있게 해줍니다. 전통적인 멀티 라인 아르곤 레이저와 HeNe-G 레이저를 장착할 수도 있습니다.

이중 출력 타입

다중 결합기는 두 개의 파이버로 레이저 광선을 출력합니다. 레이저광은 관찰과 레이저광 자극을 위해 사용할 수 있습니다.

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단일 출력 타입

가시광선 관찰을 위한 단일 출력 파이버가 탑재된 멀티 컴바이너입니다. AOTF는 표준 장비입니다.

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