Конфокальный микроскоп Leica STELLARIS

В классическом конфокальном микроскопе используются диодные лазеры с конкретными лазерными линиями. Использование стандартного набора лазеров сильно ограничивает в выборе красителей.

В конфокальных микроскопах Leica STELLARIS используется лазер белого света (White Light Laser, WLL) или белый лазер.

Белый лазер в системе STELLARIS 8 имеет расширенный спектр 440-790 нм, что позволяет значительно расширить мультиплексные возможности за счет использования флуорохромов с возбуждением в ближнем ИК спектре.

Лазер белого света излучает свет в широком спектре, состоящий из всех доступных длин волн, входящих в его диапазон.Возможность настройки и выделения лазерных линий достигается с помощью акустооптического светоделителя (Acousto-optical beamsplitter, AOBS).

AOBS– это единый программируемый оптический элемент, который заменяет классические системы дихроиков, необходимые для разделения луча.Расщепление пучка света происходит за счет акустооптической дифракции в TeO2-кристалле.

• Свободный выбор длины волны лазерной линии с точностью до 1 нм по всему спектру.
• Возможность одновременного захвата до 8 длин волн.
• Переключение занимает микросекунд для последовательного сбора данных.

Для системы STELLARIS 5 доступна версия без белого лазера.

• Стандартный набор лазеров: 405, 488, 561, 638 нм, опционально 448, 514 нм.
• Светоделитель LIAchroic на основе дихроиков с малым углом падения для эффективного разделения лазерных лучей.
• Tau-модальности отсутствуют.
• Оптимальное решение при ограниченном бюджете.

Детекторы нового поколения Power HyD (Hybrid Photodetectors) обеспечивают улучшенное качество изображения благодаря сверхчувствительной детекции. Они обеспечивают более высокую эффективность детекции фотонов и крайне низкий темный шум, что позволяет получать изображения с высокой яркостью и детализацией.

• Улавливания даже слабых сигналов
• Низкие потери фотонов
• Эффективное подавление темного шума
• Режим подсчета фотонов
• Визуализация на основе времени жизни флуоресценции
• Эффективность детекции фотонов до 56% (в 2 раза выше, чем у PMT-детекторов)

Система детекции может включать в себя до 5 гибридных детекторов Power HyD. Для детекции необходимо, чтобы сигнал от образца разделился на спектр, в котором можно будет выделить диапазоны для попадания на детектор.

Спектральное разделение сигнала эмиссии в системе STELLARIS происходит при прохождении света через призму с минимальными потерями сигнала. Точное определение диапазона детекции настраивается с помощью зеркал, установленных перед каждым детектором.

• Свободно настраиваемые полосы пропускания и их границы.
• Шаг настройки 1 нм для точного охвата спектров излучения каждого флуорохрома.
• Минимальный диапазон детекции 10 нм.
• Вариации автоматизированного распределения сигнала по детекторам.
• Высокий уровень регистрации сигнала

Уникальная комбинация белого лазера WLL, акустооптического светоделителя AOBS и гибридных детекторов HyD позволяетнастраивать возбуждение и детекцию так, чтобы полностью соответствовать спектральному профилю красителей на образце, создавая четки и резкие изображения.

Бережная визуализация в течение длительных периодов времени возможна благодаря оптимальной настройке возбуждение и детекция. Использование гибридных детекторов позволяет улавливать даже самые слабые сигналы и позволяет работать при минимальной интенсивности лазерного излучения.

LIGHTNING расширяет возможности конфокальной платформы STELLARIS за счет получения изображений сверхвысокого разрешения с полной исходной скоростью по всем каналам одновременно.

• Разрешение по x, y – до 120 нм, по z – до 200 нм
• Программное суперразрешение с применением адаптивной деконволюции
• Получение изображений с высоким разрешением в реальном времени
• Извлечение достоверных данных
• Суммарная интенсивность и количество фотонов сохраняются
• Автоматические настройки, включение «одной кнопкой»
• Достигается благодаря использованию гибридных детекторов нового поколения Power HyD

Технология LIGHTNING представляет собой адаптивный процесс для извлечения информации ивыявления мелких деталейи структур, которые в противном случае просто не видны.Процесс происходит полностью автоматически параллельно со съемкой изображений.

В отличие от традиционных технологий деконволюции, которые используют глобальный набор параметров полного изображения, адаптивная деконволюция вычисляет соответствующий набор параметров для каждого воксела, чтобы достичь максимальной точности.

На каждый воксел накладывается маска решений и вычисляются наилучшая стратегия реконструкции для каждого конкретного элемента объема.Различные показатели качества изображения, которыепредставлены в псевдоцветах от фиолетового (низкое качество изображения) до красного (высокое качество изображения), влияют на алгоритмы деконволюции.

Одной из ключевых проблем при визуализация живых клеток является балансирование между бережной съемкой, высокой скоростью сбора данных, высоким пространственным разрешением и большой размерностью изображения. Leica Microsystems разработала инструменты, которые могут решить эту проблему и получать полные и точные высококачественные данные при визуализации быстрых биологических процессов.

Динамическое улучшение сигнала (Dynamic Signal Enhancement, DSE) позволяет достичь высокого качества изображения за счет повышения соотношения сигнал/шум. DSE использует алгоритм, который позволяет «усреднить шум» между соседними кадрами изображения, который является случайным, сохраняя сигнал от биологических объектов.

Расширенные возможности динамического улучшения сигнала для улучшения результатов визуализации живых клеток обеспечивает программный модуль AiviaMotion. Технология использует искусственный интеллект для интерполяции специальных «кадров AiviaMotion», получаемых между кадрами необработанных данных. Используя дополнительную информацию из кадров AiviaMotion в алгоритмах DSE теперь может одновременно достигать более высокого отношения сигнал/шум и лучшей временной динамики.

Технология TauSense заключается в определении среднего времени прихода фотона на детектор и предоставляет набор инструментов для разделения красителей, отделения фонового сигнала и извлечения функциональных данных. В основе технологии лежит метод FLIM (Fluorescence-lifetime imaging microscopy – микроскопия визуализации времени жизни флуоресценции).

Принцип работы:

1. Сигнал после возбуждения лазером одной длинной волны попадает на один детектор с одним диапазоном детекции с временным интервалом.

2. Система предлагает разделить сигнал как два разных сигнала, основываясь на времени приходов фотонов на детектор.

3. На изображении мы видим разделение сигнала на два псевдоцвета.

Технология TauContrast позволяет использовать данные о времени жизни флуоресценции и извлекать функциональную информацию. Например, pH и концентрация ионов влияют на среднее время прибытия фотонов на детектор, что позволяет разделять параметры микросреды одного флуорохрома.

• Функциональная информация о передаче сигналов клеток, метаболическом статусе, pH и концентрации ионов.
• Используйте информацию на основе времени жизни, чтобы изучить функциональные свойства клеточных структур.

Технология TauGating позволяет отделить нежелательный сигнал (автофлуоресценцию, отражение и др.) по времени жизни флуоресценции.

• Функциональная информация о передаче сигналов клеток, метаболическом статусе, pH и концентрации ионов.
• Используйте информацию на основе времени жизни, чтобы изучить функциональные свойства клеточных структур.

Технология TauSeparation позволяет разделить даже полностью перекрывающихся флуорофоромы и проводить мультиплексную визуализацию до 8 красителей на одном образце.

• Разделение даже полностью перекрывающихся флуорофоров на основе информации о времени жизни флуоресценции.
• Расширенная мультиплексная визуализация за пределами спектральных возможностей.

Программное обеспечение LAS X STELLARIS Software предназначено для управления конфокальным микроскопом, сканирования образца, обработки изображений и экспорта данных. LAS X имеет простой в работе пользовательский интерфейс, широкий спектр возможностей и передовые инструменты обработки изображений.

Широкий ассортимент дополнительных программных модулей LAS X позволяет подобрать оптимальный функционал системы для съемки и обработки конфокальных изображений.

Для настройки лазерных линий и диапазонов детекции достаточно выбрать флуорохромы, которыми окрашен образец, и система Image Compas автоматически предложит варианты настроек для оптимальной съемки.

Ориентирование по образцу и его сканирование осуществляется в меню Navigator.

• Быстрое ориентирование по образцу
• Выбор участков для детального сканирования произвольной формы
• Все настройки съемки дублируются в окне навигатора
• Переход между режимами и методами съемки в одной области предпросмотра
• Автоматическое распределение регионов съемки в многолуночных планшетах и камерах