IXplore IX83 SpinSR 초고해상도 현미경 시스템

빠른 3D 초고해상도 이미징 및 타임 랩스 실험의 연장된 세포 생존율을 위해 설계된 IXplore SpinSR 현미경 시스템은 전용 표지 절차의 필요 없이 120nm에 이르는 XY 해상도를 제공합니다.

IXplore IX83 SpinSR 초고해상도 현미경 시스템

모든 라이브 셀 표본을 위한 컨포칼 초고해상도

빠른 3D 초고해상도 이미징 및 타임 랩스 실험의 연장된 세포 생존율을 위해 설계된 IXplore SpinSR 현미경 시스템은 전용 표지 절차의 필요 없이 120nm에 이르는 XY 해상도를 제공합니다.

Picture

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높은 수준의 초고해상도

컨포칼 기법과 올림푸스 초고해상도(OSR)를 사용하여 컨포칼 이미지를 120nm XY 해상도까지 분해합니다.

Olympus 초고해상도에 대해 더 알아보기

*이미지: Hela 세포의 스트레스 섬유 : 액틴에는 팔로이딘-알렉사488(초록색), 미오신 중쇄에는 알렉사 568(빨간색)으로 항체 염색
이미지 데이터 제공: Keiju Kamijo 박사 도호쿠 의약 대학교 의학부 해부학 및 세포 생물학부

살아있는 표본에 적합

OSR 알고리즘은 실시간으로 작동하여 프레임 평균화 또는 이미지 재구성으로 인한 지연을 제거하여 즉각적인 초고해상도 이미지를 제공하므로 결과를 더 빨리 얻을 수 있습니다.

이를 통해 초고해상도 실험 설계에 라이브 셀 실험을 포함할 수 있으며, 이는 회전 디스크 컨포칼의 초고속 이미징 속도 및 다중 채널 획득 기능을 통해 더욱 향상됩니다.

https://adobeassets.evidentscientific.com/content/dam/video/video/library/GFP-EB3atthetipofelongatingmicrotubulesinHeLacell.mp4

EB3 단백질은 Hela 라이브 셀에서 확장되는 미세소관의 상단에 결합됩니다. EB3 단백질은 유전자 변형을 통해 GFP로 표지되었습니다.*1

이미지 데이터 제공: 국립 첨단 산업 과학 기술 연구소 생물 의학 연구소 Kaoru Kato 박사

Wide Field

Confocal

Super Resolution

연구 간소화

IXplore SpinSR 현미경 시스템을 기존 실험 및 표본 프로토콜에 쉽게 통합시킬 수 있습니다. 버튼 클릭 한 번으로 동일한 표본을 사용하여 광시야, 컨포칼 및 초고해상도로부터 전환할 수 있습니다. 나머지는 현미경이 관리합니다.

cellSens 소프트웨어의 이미지 분석 도구를 사용하여 이미지 데이터를 더욱 향상시킬 수 있습니다. 소프트웨어의 효율적인 워크플로를 통해 사용자는 데이터를 효과적으로 관리하고 고급 분석을 수행하여 새로운 통찰력을 얻을 수 있습니다.

TruSight 디콘볼루션 알고리즘은 OSR 알고리즘과 원활하게 작동되도록 설계되어 과도한 처리를 방지합니다. 두 알고리즘이 결합하면 더 선명하고 깨끗한 이미지를 제공합니다.

Images on the left:

  1. Fullscreen
  2. 1xZoom
  3. 2xZoom

표본 내부의 초고해상도 세부 정보 표시

세포 내 구조를 관찰하려면 초점이 맞지 않는 형광이 최종 이미지의 실제 데이터를 흐리게 하지 않도록 해야 합니다. IXplore SpinSR 현미경 시스템은 컨포칼 광학 시스템을 통합하여 실리콘 오일 광학을 비롯한 다양한 대물 렌즈를 사용할 수 있어 두꺼운 표본에서도 흐림이 적은 선명한 초고해상도 영상을 촬영할 수 있습니다. 또한 특별한 형광단이나 이미징 버퍼가 필요하지 않으므로 초고해상도로 변환하고자 할 때 표본이나 준비 프로토콜을 변경할 필요가 없습니다.

https://adobeassets.evidentscientific.com/content/dam/video/video/library/SpinSR10-3D-time-lapse-of-neuron_480.mp4
관련 영상

2주간 성상 교세포와 공동 배양 후 EGFP로 표지된 주의 라벨이 붙은 쥐의 1차 신경 세포의 타임 랩스 이미지. 미성숙한 척추(노란색 화살표)와 성숙한 척추(파란색 화살표)의 차이를 쉽게 알 수 있으며, 시간에 따른 형태학적 변화를 탐지할 수 있습니다. 3D는 노출 시간 프레임당 500ms, 41개의 슬라이스에 대해 0.15um Z 스텝로 촬영되었습니다. 이미지는 1시간 동안 2분마다 촬영되었습니다. FV31S-DT로 표시되는 3D.

이미지 데이터 제공: Yuji Ikegaya 박사
도쿄 대학교 약학 대학원 화학 약리학 연구소

Confocal

Super Resolution

Super Resolution with TruSight

데이터 공개

당사의 TruSight 디콘볼루션은 초고해상도와 결합하여 디콘볼루션만 단독 사용할 때보다 더 깨끗하고 선명한 이미지를 제공합니다. 3D 제약 반복 디콘볼루션은 더 선명한 3D 이미지를 위해 Z 축의 블러링을 제거합니다.

  • 첨단 TruSight 디콘볼루션을 적용한 고속 영상 처리
  • TruSight 디콘볼루션은 Olympus 초고해상도와 호환됩니다.

*이미지: 알렉사488로 염색된 쥐의 신장 조직

2색 동시 이미징

Ixplore SpinSR 시스템은 두 대의 카메라를 동시에 사용하여 빠른 2색 국소화 초고해상도 이미징을 제공합니다. 이는 기존 형광단과 레이저 라인을 사용하여 달성됩니다.

중기세포에서의 유사 분열 방추

중기세포에서의 유사 분열 방추*1

인간 자궁경부암에서 유래한 HeLa 세포를 각각 α-튜블린(미세소관, 빨간색) 및 Hec1(동원체, 초록색)에 대해 고정되고 염색했습니다. DNA는 DAPI(염색체, 파란색)로 염색했습니다.. 염색체는 염색체의 중심 영역에 조립된 동원체를 통해 유사 분열 방추를 구성하는 미세소관과 상호 작용합니다.
이미지 제공: Masanori Ikeda와 Kozo Tanaka, 개발, 노화 및 암 연구소 분자 종양학과

Hela 세포의 핵공 복합체

Hela 세포의 핵공 복합체

Nup153(알렉사488 : 초록색), Nup62(알렉사555 : 빨간색)
이미지 제공: Hidetaka Kosako, 도쿠시마 대학교의 후지이 기념 의학 연구소

참고문헌

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 비록 헬라 세포가 의료 연구에서 가장 중요한 세포주가 되었다고 해도, 과학에 대한 Henrietta Lacks의 공헌이 동의를 받지 않은 것이었다는 것을 인정해야만 합니다. 이로 인해 면역학, 전염병, 암에 대한 중요한 발견이 이루어졌지만 사생활, 윤리, 의학적 동의에 대한 중요한 논의도 촉발되었습니다.
Henrietta Lacks의 삶과 현대 의학에 대한 그녀의 공헌을 알아보려면 여기를 클릭하세요.
http://henriettalacksfoundation.org/

응용 기술

향상된 Z축 분해능

Evident 실리콘 이멀젼 대물렌즈는 심부 조직 관찰을 위해 설계되었습니다. 관찰 깊이는 굴절률 불일치로 인한 구면 수차로부터 부정적 영향을 받습니다. 실리콘 오일의 굴절률(ne=1.40)은 살아 있는 세포 또는 배양된 조직의 굴절률(ne=1.38)에 가까우므로 구면 수차를 최소화하면서 수십 마이크로미터의 깊이에서 내부 세포 구조를 고해상도로 이미징할 수 있습니다.

OSR 기술 자세히 알아보기

OSR 원리

빠른 초고해상도 이미징 및 광시야

Mitotic cultured epithelial cell

빠른 고해상도 이미징과 넓은 시야

번거롭게 전체 시야를 스캔하는 대신, SpinSR10의 민감한 이미징 센서는 한 단계로 전체 샘플 영역의 스냅샷을 캡처하여 빠른 이미징을 가능하게 하므로 연구자는 빠른 생물학적 현상을 관찰할 수 있습니다. 광시야 및 컨포컬 모드에서 이 현미경의 광학 시스템은 더 넓은 시야로 이미지를 캡처할 수 있도록 18이라는 시야수(FN)를 제공하며, 두 대의 카메라가 있어 사용자는 이중 색상 초고해상도 이미지를 동시에 획득할 수 있습니다.

Olympus의 초고해상도 기술은 컨포컬 광학 시스템을 기반으로 배경을 줄인 선명한 초고해상도 이미지를 획득할 수 있는 광학 절단 기능을 지원합니다.

응용 분야 이미지 데이터 제공: Hatsuho Kanoh, Tomoki Yano, Sachiko Tsukita
오사카대학 프런티어 생명과학 대학원 및 의학 대학원

밝은 생세포 이미징을 제공하는 스피닝 디스크

SoRa 디스크가 장착된 고감도 모델은 컨포컬 핀홀에 마이크로렌즈가 있는 스피닝 디스크 덕분에 더 밝은 초고해상도 이미지 획득을 실현합니다. 각 컨포컬 핀홀을 통해 낮은 레이저 출력으로 이미지화를 수행하여 샘플의 광표백과 광독성을 줄이면서 밝은 초고해상도 이미지를 얻을 수 있습니다.

일반적인 컨포컬 현미경의 경우 이미지 형태는 조명의 점 확산 함수(PSF) 및 감지 PSF의 산물입니다. 광학 축의 위치 D에서 핀홀의 이미지 형태를 보면 이는 조명 PSF 및 감지 PSF의 산물이며, 광학 축의 위치 D/2에서 해당 정보가 전송되지만 나타나지는 않는 것을 볼 수 있습니다. 이를 바로잡기 위해 마이크로렌즈를 핀홀에 장착하고 핀홀에 투사된 개별 초점은 광학적으로 중심에 재배정하여 이상적인 이미지를 형성하고 밝기와 해상도를 높였습니다. 이 프로세스를 통해 핀홀이 극소의 크기로 줄어든 이상적인 컨포컬 현미경의 해상도와 거의 동등한 해상도를 구현합니다.

참고 문헌: T. Azuma and T. Kei, "Super-Resolution Spinning-Disk Confocal Microscopy Using Optical Photon Reassignment, " Opt. Express 23, 15003-15011 (2015).

Principle of CSU-W1 with SoRa disk

Configuration of CSU-W1 with SoRa disk

전체 시야에서 고르게 조명

전체 시야에 균일한 조명

배율 교환기는 IX83P2ZF 도립 현미경을 위해 설계되어 전체 시야에서 고른 조명을 제공합니다. 교환기의 텔레센트릭 광학 시스템은 컨포컬 및 고해상도 간의 원활한 전동식 전환을 지원하는 동시에 대물렌즈의 성능을 극대화합니다.

향상된 Z축 분해능

Olympus 실리콘 이멀젼 대물렌즈는 심부 조직 관찰을 위해 설계되었습니다. 관찰 깊이는 굴절률 불일치로 인한 구면 수차로부터 부정적 영향을 받습니다. 실리콘 오일의 굴절률(ne=1.40)은 살아 있는 세포 또는 배양된 조직의 굴절률(ne=1.38)에 가까우므로 구면 수차를 최소화하면서 수십 마이크로미터의 깊이에서 내부 세포 구조를 고해상도로 이미징할 수 있습니다.

https://adobeassets.evidentscientific.com/content/dam/video/video/library/Silicone_Objectives_withVO_480.mp4
구면 수차 감소

구면 수차 감소

원격 보정환 장치는 굴절률 불일치로 인한 구면 수차를 보정하기 위해 대물렌즈 내 렌즈 위치를 조정하는 데 사용됩니다. 이를 통해 신호, 해상도, 대비를 대폭 향상할 수 있습니다. IX3-RCC 장치는 보정환이 있는 어느 UIS2 대물렌즈와도 잘 작동합니다.

이미징 안정성

TruFocus Z 드리프트 보정 시스템과 함께 사용하면 IXplore SpinSR 현미경 시스템은 잘 정렬되고 초점이 맞는 고정밀 타임랩스 이미지를 캡처할 수 있습니다.

TruFocus 시스템에 대해 자세히 알아보기

https://adobeassets.evidentscientific.com/content/dam/video/video/library/TruFocus_Z-Drift_Compensator_480.mp4
복잡한 실험 관리

복잡한 실험 관리

프로세스 관리 프로그램을 사용하여 간편하게 다색, Z 스택, 타임랩스 이미지를 획득할 수 있습니다. 프로그래밍 가능한 그래픽 실험 관리 프로그램(graphic experiment manager, GEM)은 사용자가 시각적 인터페이스에서 복잡한 자동화를 더 많이 설계하여 다양한 실험적 이미징 프로토콜과 장치 트리거링을 지원하도록 돕습니다. 이미징 프로세스 동안 언제든 필요할 때 쉽게 변경할 수 있는 유연한 실험 프로토콜을 맞춤 구성할 수 있습니다.

애플리케이션 갤러리

코르티 기관 내 내유모 세포의 섬모와 운동모(악틴 : 주황색, 튜불린 : 초록색)

이미지 데이터 제공: Hatsuho Kanoh1, Toru Kamitani1,2, Hirofumi Sakaguchi2, Sachiko Tsukita1
1오사카 대학교 프론티어 생명 과학 대학원 및 의과 대학원
2교토 현립 의과 대학교 이비인후과-두경부 외과

코르티 기관 내 내유모 세포의 섬모와 운동모(악틴 : 주황색, 튜불린 : 초록색)
https://adobeassets.evidentscientific.com/content/dam/video/video/library/SpinSR10-Mitotic-cu[…]alcell-Chromosome-Blue-Tubulin-Green-ZO1-Red_480.mp4

유사 배양 상피 세포 (염색체: 파란색, 튜블린: 초록색, ZO1: 빨간색)

이미지 데이터 제공: Hatsuho Kanoh, Tomoki Yano, Sachiko Tsukita
오사카 대학교 프론티어 생명 과학 대학원 및 의과 대학원

GFP로 표지된 미토콘드리아. 30 fps로 촬영되어 개별적인 미토콘드리아의 움직임을 볼 수 있습니다.

이미지 데이터 제공: 도호쿠 대학교 공학 대학원 Kumiko Hayashi 박사

GFP로 표지된 미토콘드리아. 30 fps로 촬영되어 개별적인 미토콘드리아의 움직임을 볼 수 있습니다.
GFP로 표지된 퍼킨제 세포 다양한 Z 위치에 있는 공초점 및 초고해상도 이미지의 XYZ 이미지. 초고해상도 이미지는 Z(10 슬라이스)로 투사됩니다. FV31S-DT로 표시되는 3D.

GFP로 표지된 퍼킨제 세포 다양한 Z 위치에 있는 컨포칼 및 초고해상도 이미지의 XYZ 이미지. 초고해상도 이미지는 Z(10 슬라이스)로 투사됩니다. FV31S-DT로 표시되는 3D.

이미지 데이터 제공: Yukari Takeo, Michisuke Yuzaki, PhD., 게이오 대학교 의과 대학 생리학과

다른 시스템

IXplore TOP
IXplore 표준
IXplore Pro
IXplore TIRF
IXplore Live
IXplore Spin

사양

Microscope Frame IX83P2ZF
Observation Method Super Resolution
Confocal
관찰 방법 형광(Blue/Green Excitation)
형광(Ultraviolet Excitation)
미분간섭(Differential Interference Contrast)
위상차(Phase Contrast)
명시야(Brightfield)
리볼빙 노스피스 수동 전동
초점 전동
초점 흐름 보정기
경통 Widefield (FN 22) 꺽임형 이안경통(Tilting Binocular)
조명 투과 퀠러 조명 LED 램프
할로겐 램프
형광 조명 수은 램프
라이트 가이드 조명
Fluorescence Mirror Turret Motorized (8 position)
재물대 전동 Contact your local sales representative to hear about motorized stage options
기계식 IX3-SVR 오른손 잡이용 기계식 재물대 X: 114 mm, Y: 75 mm
IX3-SVL Mechanical Stage with Left Short Handle X: 114 mm, Y: 75 mm
집광기 자동 범용 집광기 Arbeitsabstand 27 mm, NA 0,55, motorgesteuerte Blende und Polarisationsfilter
수동 범용 집광기 NA 0.55/ W.D. 27 mm
매우 긴 작동거리의 집광기 NA 0.3/ W.D. 73.3 mm
Confocal Scanner CSU-W1
Super Resolution Processing Olympus super resolution (OSR) filter
Accessories Remote correction collar controller (IX3-RCC)
Real time controller (U-RTCE)
Incubation housing
규격 323 (W) x 475 (D) x 706 (H) mm (IX83 microscope frame)
중량 Approx. 47kg (IX83P2ZF)

자료

애플리케이션 노트

백서

인사이트

비디오

제품 자원