产品名称FEMTONICS FEMTO SMART 定制化多光子显微镜

 

 

FEMTOSmart系列是Femtonics产品进化中的下一步，由完全可定制的双光子显微镜组成，主要用于神经科学以及许多其他领域的体内研究。

其特殊之处在于其升高的主体，该主体可以在X、Y和Z方向上移动，为物镜下方提供了充足的空间，以便最佳定位您的样本。

这一特性使它们适用于任何体内研究，适用于从斑马鱼幼鱼到在虚拟现实中导航的小鼠以及非人灵长类动物等各种模式生物。

FEMTOSmart系列包含三个成员，代表了传统的双光子成像系统，能够进行基于振镜和共振扫描器的功能成像。

 

 

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网络成像

灵活的扫描模式，如二维随机访问点扫描、二维多线扫描以及折叠帧扫描，支持在二维平面上手动选择大脑或其他器官中的单个细胞。

通过跳过对整个视野的测量，可以保持较高的扫描速度和信噪比。

快速帧扫描及其与快速Z轴聚焦（压电物镜定位器）的结合是一种众所周知的方法，用于在二维或三维神经网络中进行钙成像或其他实际应用。

 

 

树突成像

通过使用灵活的二维扫描方法（例如多线扫描），您可以快速且精确地追踪神经元树突树状结构的曲折突起。

配备压电物镜定位器的显微镜使您能够使用钙成像或其他有用的应用程序来追踪三维树突分支的活动，并与基于声光扫描器的扫描方法相比，提供了成本效益更高的替代解决方案。

 

 

光模拟

为了刺激细胞或亚细胞组分，您可以使用LED光源快速将激光束引导至整个视场（FOV），或者使用多光束路径以优化的扫描模式进行操作，这些模式可以是点、线、螺旋或之字形。

虽然在点或沿线上扫描可以实现对精确位置（如棘突或树突）的刺激，但覆盖较大区域的螺旋和之字形模式能够同时刺激神经元细胞体上的多个分子，从而导致激活。

进行光刺激的同时进行钙成像，使我们能够追踪树突、棘突甚至神经元上的受体分布的诱发变化。

 

 

三光子成像

三光子（3P）显微镜通过使深部组织中的细胞可见，实现非侵入式功能成像，与双光子激发相比，其具有更高的空间分辨率和更好的对比度。

更长的激发波长在生物组织中的散射较少，这使得增加穿透深度成为可能，减少了焦外激发，并提高了信噪比。

对于3P成像，可为我们的FEMTOSmart显微镜配备3P范围显微镜选配模块。

 

 

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FEMTOSMART振镜

 

聚焦感兴趣区域以实现高速度和高信噪比

振镜扫描器与我们的智能控制软件相结合，使用户能够选择多种扫描模式，覆盖广泛分布的感兴趣区域（ROIs）。

多帧扫描允许专注于细胞体，多线扫描使我们能够沿着树突追踪动作电位，随机访问点扫描则允许在亚细胞组分中以最高时间分辨率进行测量或同时进行光刺激和钙成像。

我们的软件功能（实时显示、分析功能、ΔF/F计算、电记录的集成并行数据采集）有助于理解您研究重点中的生理过程。

 

 

多线扫描

多线扫描是为那些希望以接近实时测量模式解析神经元树突甚至棘突活动的研究人员而开发的。

在这种扫描模式下，X和Y反射镜以灵活的方式将激光束沿直线或复杂曲线引导。

扫描仪大部分时间都在从这些线上收集信号，跳过了它们之间的中间部分。

因此，与帧扫描相比，来自多点感兴趣区域（ROIs）的信号的扫描速度和信噪比（SNR）提高了3到4倍。

 

 

 

折叠帧扫描

这种专利方法使用户能够沿一条线对一个限定区域进行成像，所选区域的形状可以是直线或曲线。

这种先进的扫描方法适用于对样本中不同区域的单个细胞体进行成像，或者对神经元蜿蜒的树突及其突起进行钙成像，甚至可以在活动动物的大脑中使用。

 

 

光刺激模式

我们的独特扫描模式及其组合也支持光遗传学、解笼以及其它光刺激技术。

随机访问点扫描可用于在大脑的飞升体积中、靠近神经元树突棘突附近进行刺激，刺激的持续时间可以从微秒设置到秒。

随后可以使用靠近光刺激的同时进行的线扫描沿着树突进行钙成像来追踪诱发的信号。

 

 

MES测量控制和数据分析软件

FEMTOSmart振镜显微镜由我们的模块化测量控制和分析软件包MES控制并与之协同工作。

MES是在MATLAB环境中编写的，能够实现快速代码开发，并使数据对用户开放。

其设计灵感来源于细胞和网络成像领域研究人员的日常实验室经验。

MES支持二维感兴趣区域（ROI）选择和即时ROI活动分析，这对于在追踪神经元活动（例如进行钙成像）时进行高通量测量是必要的。

 

规格

--- 体内深脑成像，深度可达850微米

--- 基于振镜扫描的成像特性：

--- 800微米×800微米视场（使用20倍物镜）

--- 点扫描和随机访问点扫描，速度为每点200微秒

--- 自由手绘线和多线扫描：40条线/5毫秒

--- 帧扫描，在512×512像素、750微米×750微米时帧率为4.1帧/秒

--- 折叠帧、多折叠帧 像素停留时间可调：0.5微秒–10毫秒，基于像素的平均

--- 为实现最大传输效率而定制设计的光学元件

--- 非扫描式、超灵敏的GaAsP光电倍增管

--- 通过专利的移动检测器系统最小化光学路径长度

--- 高信噪比

--- 同时检测多个波长

--- 基于MATLAB的控制软件，具有分析和升级功能

--- ΔF/F计算

--- 批量处理

--- 电生理数据的并行记录和分析

--- CMOS相机

 

 

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FEMTOSMART共振 

 

在宽视场中进行高速钙成像

在FEMTOSmart共振显微镜中，Femtonics通过使用快速共振扫描器，将活体组织的高速和高灵敏度成像相结合。

基于共振扫描器的光栅扫描可以在整个视场中以每秒31帧的速度连续数小时采集图像，这比基于振镜的扫描快约5倍。

共振扫描器的速度是非线性的：在帧的中心和边缘速度不同。

在显微镜中，Pockels细胞将扫描范围限制在扫描速度接近线性的部分，避免了在图像两侧的光漂白/光损伤。

扫描电子学执行动态像素停留，以实现数据线性化，并消除图像失真。

FEMTOSmart家族中基于共振扫描器的这一成员非常适合用于追踪大脑中的神经元活动，例如进行钙成像，或其他需要高速度、甚至长时间的实际应用。

 

 

 

 

3D体积扫描

快速的XY平面扫描与Z平面的快速移动相结合，可实现对3D体积的近实时测量，使我们能够研究3D细胞网络中的活动变化或大脑或其他器官的形态。

Z平面的移动可以通过压电物镜定位器来完成，并且有两种扫描方法可供选择：逐帧扫描和n帧斜坡扫描。

 

 

拼图成像以扩大视野

拼图成像是为了能够对大型样本进行整体成像而开发的。

通过将单个图像拼接成一个大的超图像，可以轻松扩大感兴趣样本的视野。

拼图成像适用于大视野成像、钙成像、超分辨率成像，并且可以为自动捕获高分辨率解剖图像提供解决方案。

图中展示的是将3×4帧（690×690微米）的椴树茎细胞图像拼接成一个单一的1800×2370微米的图像。

该图像是使用MEScAPI集成到控制软件中的拼图扫描插件制作的。

 

 

光刺激

使用配备精确定时LED光源的共振显微镜，可以快速刺激并成像分布在一层或多层中的细胞。

LED有不同波长可供选择，能够在473纳米处激发ChR2或在561纳米处激发NpHR，这使得显微镜适合进行光遗传学实验。

通过使用Pockels细胞和门控探测器，实现了刺激与成像之间微秒级的切换时间。

 

 

MESc测量控制和数据分析软件

FEMTOSmart共振显微镜由MESc测量控制和数据分析软件驱动。

MESc正在积极开发中，用于在细胞和神经网络中进行成像，例如钙成像，支持越来越多的功能和Femtonics硬件。

MESc支持快速Z轴堆叠记录、无限测量时间和无限视频流到硬盘，这些对于在体积中进行长时间测量是必要的。

规格

--- 体内深脑成像，深度可达850微米

--- 基于振镜扫描的成像特性：

--- 800微米×800微米视场（使用20倍物镜）

--- 点扫描和随机访问点扫描，速度为每点200微秒

--- 自由手绘线和多线扫描：40条线/5毫秒

--- 帧扫描，在512×512像素、750微米×750微米时帧率为4.1帧/秒

--- 折叠帧、多折叠帧

--- 像素停留时间可调：0.5微秒–10毫秒，基于像素的平均

--- 为实现最大传输效率而定制设计的光学元件

--- 非扫描式、超灵敏的GaAsP光电倍增管

--- 通过专利的移动检测器系统最小化光学路径长度

--- 高信噪比

--- 同时检测多个波长

--- 基于MATLAB的控制软件，具有分析和升级功能

--- ΔF/F计算

--- 批量处理

--- 电生理数据的并行记录和分析

--- CMOS相机

 

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FEMTOSMART双扫描

 

振镜与共振扫描器——优势

FEMTOSmart双扫描显微镜同时配备了振镜扫描器和共振扫描器，兼具这两种成像技术的所有优势。

将两种扫描功能联合使用是针对大脑进行光刺激的完美解决方案。

振镜扫描器能够有选择性地将激光导向细胞或亚细胞组分。

通过沿任意线性图案扫描——这些图案可置于细胞体或树突段上——来确保选择性。

借助共振扫描器，你可以利用钙成像追踪神经网络中细胞的变化，同时通过对周围区域进行高速帧扫描来收集成像数据。

光刺激和探测器门控的时机由在用户友好型图形用户界面上设计的协议控制。选配的倾斜物镜模块能够增加物镜对样本的可达性。

 

 

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选配模块

 

 

具体了解模块：Femtonics - FEMTOSmart two-photon microscopes for calcium imaging