Imaging network
I modelli di scansione flessibili, come il punto di accesso casuale 2D, la scansione multilinea 2D e la scansione a cornice piegata, supportano la selezione manuale di singole cellule, del cervello o di altri organi, in un piano 2D. Saltando la misura dell’intero campo, è possibile mantenere un’elevata velocità di scansione e rapporto segnale/rumore. La scansione veloce del fotogramma e la sua combinazione con la rapida messa a fuoco Z (posizionatore dell’obiettivo piezoelettrico, kit dell’obiettivo della lente liquida) è un approccio ben noto per eseguire l’imaging del calcio o altre applicazioni pratiche nelle reti neuronali in due o tre dimensioni.
Imaging di rami dendritici
Utilizzando metodi di scansione 2D flessibili (ad es. scansione a linee multiple), è possibile seguire le sporgenze tortuose dei rami dendritici dei neuroni in modo rapido e preciso. I microscopi dotati di posizionatore obiettivo piezo o kit obiettivo lente liquida consentono di seguire l’attività di arborizzazioni tridimensionali di dendriti, utilizzando l’imaging del calcio o altre applicazioni utili e forniscono soluzioni alternative economiche rispetto allo scanner acusto-ottico basato su metodi di scansione.
Fotostimolazione
Per stimolare le cellule o i componenti subcellulari, è possibile dirigere rapidamente il raggio laser attraverso l’intero FOV utilizzando una sorgente luminosa a LED o in schemi di scansione ottimizzati che possono assumere la forma di un punto, una linea, una spirale o uno zigzag utilizzando percorsi multipli del raggio. Mentre la scansione in punti o lungo linee consente la stimolazione in posizioni precise, come spine o dendriti, i modelli a spirale e a zigzag che coprono regioni più grandi consentono la stimolazione simultanea di più molecole sul soma neuronale, con conseguente attivazione. L’esecuzione della fotostimolazione insieme all’imaging del calcio ci consente di seguire i cambiamenti evocati nei dendriti, nelle spine o persino nella distribuzione dei recettori sui neuroni.
Imaging a 3 fotoni
La microscopia a tre fotoni (3P) consente l’imaging funzionale non invasivo rendendo le cellule visibili nei tessuti profondi, con un’elevata risoluzione spaziale e un contrasto migliore rispetto all’eccitazione a due fotoni. Lunghezze d’onda di eccitazione più lunghe comportano una minore dispersione nei tessuti biologici, il che rende fattibile l’estensione della profondità di penetrazione, riduce l’eccitazione fuori fuoco e aumenta il rapporto segnale-rumore. Per l’imaging 3P, dota i nostri microscopi FEMTOSmart del modulo opzionale per microscopia della gamma 3P.
FemtoSmart Galvo
Concentrandosi sulle regioni di interesse per l’alta velocità e SNR
Lo scanner galvo combinato con il nostro software di controllo intelligente consente all’utente di selezionare numerosi modelli di scansione che coprono ROI ampiamente distribuiti. La scansione a frame multipli consente di concentrarsi sui corpi cellulari, la scansione a linee multiple ci consente di seguire i potenziali d’azione lungo i dendriti, la scansione del punto di accesso casuale consente la misurazione o la fotostimolazione simultanea e l’imaging del calcio nei componenti subcellulari con la massima risoluzione temporale. Le nostre funzionalità software (visualizzazione in tempo reale, funzioni di analisi, calcoli ∆F/F, acquisizione dati parallela integrata di registrazioni elettriche) aiutano la comprensione dei processi fisiologici nell’ambito della vostra ricerca.
Scansione a più righe
La scansione a linee multiple è stata sviluppata per i ricercatori che mirano a risolvere l’attività dendritica e persino della colonna vertebrale dei neuroni con una modalità di misurazione quasi in tempo reale. Durante questa modalità di scansione, gli specchi X e Y dirigono il raggio laser in modo flessibile lungo linee rette o curve complesse. Lo scanner passa la maggior parte del suo tempo a raccogliere segnali da queste linee, saltando le sezioni intermedie tra di loro. Pertanto, la velocità di scansione e il rapporto segnale/rumore (SNR) dei segnali provenienti dalle ROI multi-sito aumenta da 3 a 4 volte rispetto alla scansione dei frame.
Scansione a cornice piegata
Questo metodo brevettato consente agli utenti di visualizzare un’area confinata lungo una linea, dove la forma delle regioni selezionate può essere diritta o curva. Questo metodo di scansione avanzato è utile per l’imaging di corpi unicellulari in diverse regioni del campione o per eseguire l’imaging del calcio lungo dendriti tortuosi di neuroni, con le loro sporgenze, anche nel cervello di animali in movimento.
Schemi di fotostimolazione
Optogenetics, uncaging e altre tecniche di fotostimolazione sono supportate anche dai nostri modelli di scansione unici e dalle loro combinazioni. La scansione del punto di accesso casuale può essere utilizzata per la stimolazione nei volumi di femtolitri del cervello, vicino alle spine dendritiche dei neuroni, dove la durata della stimolazione può essere impostata da microsecondi a secondi. I segnali evocati possono essere seguiti dall’imaging del calcio lungo il dendrite utilizzando la scansione della linea quasi contemporaneamente alla fotostimolazione.
Femto Smart Resonant
Imaging del calcio ad alta velocità in un ampio campo visivo
Nel microscopio risonante FEMTOSmart, Femtonics combina l’imaging ad alta velocità e ad alta sensibilità dei tessuti viventi utilizzando uno scanner a risonanza veloce. La scansione raster basata su scanner risonante acquisisce immagini a una velocità di 31 fotogrammi al secondo per ore, che è circa 5 volte più veloce della scansione basata su galvanometro nell’intero campo visivo. La velocità dello scanner risonante non è lineare: la velocità è diversa al centro e ai bordi del frame. Nel microscopio, la cellula di Pockels limita il raggio di scansione alla porzione in cui la velocità di scansione è quasi lineare, evitando il fotosbiancamento/fotodanneggiamento ai due lati dell’immagine. L’elettronica di scansione esegue la dimora dinamica dei pixel per la linearizzazione dei dati e per annullare la distorsione dell’immagine. Questo membro basato su scanner risonante della famiglia FEMTOSmart è perfettamente adatto per seguire l’attività neuronale nel cervello, ad esempio, eseguire l’imaging del calcio o altre applicazioni pratiche ad alta velocità, anche per lunghi periodi.
Scansione del volume 3D
La rapida scansione XY, combinata con un rapido movimento nel piano Z, garantisce la misurazione quasi in tempo reale di un volume in 3D, che ci consente di studiare i cambiamenti di attività nelle reti cellulari 3D o la morfologia del cervello o di altri organi. Il movimento nel piano Z può essere eseguito da un posizionatore dell’obiettivo Piezo e sono disponibili due metodi di scansione: scansione fotogramma per fotogramma e rampa n-frame.
Affianca l’imaging per ingrandire il campo visivo
L’imaging delle piastrelle è stato sviluppato per consentire l’imaging di campioni più grandi nella loro interezza. Il campo visivo può essere facilmente ingrandito assemblando singole immagini per formare una grande super-immagine del campione di interesse. L’imaging delle piastrelle è applicabile per l’imaging con ampio campo visivo, l’imaging del calcio, l’imaging a super risoluzione e può fornire una soluzione per l’acquisizione automatica di immagini anatomiche ad alta risoluzione. L’immagine nella foto mostra 3 x 4 fotogrammi (690 × 690 µm) delle cellule di uno stelo di Tilia inseriti in un’unica immagine di 1800 × 2370 µm.
Photostimutation
Cells distributed in one or more layers can be stimulated and imaged with high speed using the Resonant microscope equipped with precisely timed LED light sources. LEDs are available at different wavelengths, exciting ChR2 at 473 nm or NpHR at 561 nm, which makes the microscope suitable for performing optogenetic experiments. The microsecond-scale switching time between stimulation and imaging is achieved by using a Pockels cell and gated detectors.
Imaging time-lapse o misurazioni a lungo termine
Mentre l’eccitazione a due fotoni consente immagini approfondite e una risoluzione spaziale precisa, l’elevata velocità di scansione dei fotogrammi dello scanner risonante fornisce un’elevata risoluzione temporale. Questa caratteristica significa che il microscopio è adatto per misurare eventi rapidi in cellule viventi, reti neurali o altri circuiti. Un’elevata frequenza di scansione dei fotogrammi e lo streaming video illimitato, combinati con la possibilità di eseguire misurazioni automatizzate, supportano studi a lungo termine, come seguire i processi di apprendimento, il recupero della memoria, l’apprendimento associativo, lo sviluppo di organismi modello, ecc. La figura centrale mostra una fase iniziale di sviluppo di un embrione di pesce zebra, la cui ontogenesi è stata seguita e registrata per oltre un giorno, da uno stato cellulare basso.
Femto Smart Dual
Galvo & Resonant
Il microscopio FEMTOSmart Dual contiene sia scanner galvanometrico che risonante, offrendo tutti i vantaggi delle due tecniche di imaging. L’utilizzo delle due funzioni dello scanner in tandem è una soluzione perfetta per la fotostimolazione nel cervello. Lo scanner galvanometrico dirige selettivamente il laser verso cellule o componenti subcellulari. La selettività è assicurata dalla scansione lungo schemi di linee arbitrarie, posizionati su corpi cellulari o segmenti dendritici. Con lo scanner risonante è possibile seguire i cambiamenti nelle cellule di una rete neurale con l’imaging del calcio, raccogliendo simultaneamente i dati di imaging mediante la scansione dei fotogrammi ad alta velocità dell’area circostante. La tempistica della fotostimolazione e del gating del rivelatore è controllata da protocolli progettati sulla GUI di facile utilizzo. L’obiettivo Tilting, come modulo opzionale, può aumentare l’accessibilità dell’obiettivo al campione.
- imaging cerebrale profondo in vivo fino a 850 µm
- proprietà dell’imaging basato su scanner galvanometrico:
800 µm × 800 µm FOV (con un oggetto 20x)
punto e punto di accesso casuale con 200 µs/punto
linea a mano libera e linea multipla: 40 linee/5 ms
fotogramma con 4,1 fps a 512 x 512 pixel, 750 µm x 750 µm
telaio piegato, telaio piegato più volte
pixel dwell time regolabile: 0,5 µs – 10 ms, media basata su pixel
- elementi ottici progettati su misura per la massima efficienza di trasmissione
- PMT GaAsP ultrasensibile e non descansionato
- lunghezza del percorso ottico ridotta al minimo grazie al sistema di rivelatori di viaggio brevettato
- elevato rapporto segnale/rumore
- rilevamento simultaneo di più lunghezze d’onda
- Software di controllo basato su MATLAB con possibilità di analisi e aggiornamento
- Calcolo ∆F/F
- Elaborazione in lotti
- registrazione parallela e analisi di dati elettrofisiologici
- Fotocamera CMOS
App. Notes
