产品名称FEMTONICS FEMTO 3D ATLAS 三维声光扫描双光子显微镜

 

FEMTO3D ATLAS凭借其创新性荣获奖项，为从事神经科学以及众多生命科学领域的研究人员提供了一套一体化的双光子系统。

它融合了传统的振镜扫描和共振扫描显微成像技术，并通过独特的声光扫描仪实现了3D成像功能。

 

FEMTO3D ATLAS即插即用显微镜是一套交钥匙的多光子解决方案：在顺利交付到实验室后，可在一小时内投入运行。

该系统可轻松在实验室内部及不同实验室之间移动，以适应您不断变化的需求。

 

双光子显微镜的突破性创新

 

荣获创新奖的FEMTO3D Atlas将高科技科学与工程学相结合，应用于3D测量领域。

它不仅实现了传统振镜扫描和共振扫描成像功能，还结合了独特的快速3D成像特性，为双光子显微镜提供了一体化解决方案。

FEMTO3D Atlas能够使其用户以保留双光子分辨率的方式，对细胞、神经元、树突或其他生物过程进行3D扫描，其速度比传统扫描方法快达百万倍。

 

 

网络成像

神经网络由数千个分散在三维空间中的神经元组成，通常跨越大脑皮层的多个层次。

通过声光（AO）技术结合双光子显微镜进行的三维随机访问扫描，是揭示神经网络在处理信息时动态变化的最佳选择。

它使您能够在体内记录多达数千个细胞组成的细胞群体的神经元活动。

FEMTO3D Atlas结合的三维防抖技术和新的扫描方法，为在行为过程中以高帧率采集大体积运动校正数据提供了一种灵活的解决方案。

 

 

树突成像

通过沿扫描元件的不同形状和尺寸移动焦点，扩展的三维随机访问点扫描能够实现对多个树突分支的连续成像，而无需中断。

在焦点移动过程中，采样是连续的，因此这种扫描模式能够在不改变总扫描时间的情况下提供更详细的分辨率，其分辨率与点扫描时一样高。

因此，即使是细小的树突段或棘突的功能，以及单个动作电位，也可以被清晰地揭示出来。

 

 

行为学研究

我们的防抖动技术能够在动物在虚拟现实中移动并执行任务时捕捉细胞活动。

为了在成像过程中保留信号，扫描点会被延伸成漂移的线条，这些线条能够精确地相互拟合，从而形成覆盖目标物体的表面或体积元素。

这些元素不仅覆盖了预先选定的感兴趣区域（ROIs），还包括邻近区域，从而在动物行为过程中保留所有荧光信息，实现运动校正，并将行为动物中的伪影减少超过一个数量级。

 

 

光遗传学

光刺激技术能够以选择性和精确的方式激活细胞，这使其在各种生物应用中具有优势。

将这种能力与双光子显微镜相结合，使得该技术非常适合于从突触可塑性研究到在大脑组织中进行的关于学习和记忆的体内实验等多种研究。

通过FEMTO3D Atlas二色扩展装置，用户可以耦合第二台激光器，从而能够在进行钙成像的同时，对不同细胞群体进行光遗传学刺激或笼解操作。

 

 

 

 3D 区域扫描（3D Region Scanning）

使用结合了声光（AO）技术的双光子显微镜，并结合我们易于使用的数据采集软件包，能够在快速选择具有各种形状和大小（如点、轨迹、方形等）的三维感兴趣区域（3D ROIs）时提供最大的灵活性。

预选的感兴趣区域可以在组织中被精确且快速地定位，而无需在不必要的背景区域浪费测量时间，从而将测量速度提高到高达100 kHz，并且与传统的光栅扫描相比，信噪比提升了几个数量级。

 

 

 3D 实时运动校正（3D Real-Time Motion Correction）

Femtonics 3D-RTMC（三维实时运动校正）技术为您的体内记录提供了准即时且同时的实时运动校正，确保每次都能获得完美的记录结果。

这种实时解决方案能够以超过100 kHz的速度消除由心跳、呼吸或身体活动引起的伪影，从而实现从棘突、树突、轴突和细胞体进行高分辨率的钙成像和电压成像。

通过引入三维随机访问线扫描技术，我们现在可以在每个轴向上校正运动。

此外，我们的方法还具有显著的优势，即能够在Z方向（轴向）上进行与XY平面交叉相关性解决方案一样快速的校正，甚至超越了目前可用的XY平面交叉相关性解决方案。

 

 

 高速帧扫描（High-Speed Frame Scanning）

基于双光子显微镜的FEMTO3D Atlas具备高速任意光栅扫描模式，其在510×510像素、500×500平方微米的扫描范围内能够达到每秒40帧（fps）的扫描速度，这比大多数共振扫描双光子显微镜更快，后者的最高扫描速度通常在每秒30帧左右。

得益于声光（AO）技术，扫描平面可以在保持高速的同时任意选择：被高速扫描的平面可以垂直于物镜的轴，也可以在X和/或Y方向上以任意角度倾斜。

 

 

 3D 光刺激（3D Photostimulation）

利用基于双光子显微镜的 FEMTO3D Atlas Dichro 的三维随机访问激发方法，Femtonics 声光（AO）技术的扫描方法可用于光刺激，并提供灵活的参数设置。

根据所选的扫描模式，用户可以高精度地在大体积内刺激稀疏分布的单个细胞或树突过程。通过快速切换两条激光线，可以在接近同时的情况下记录活动和进行光刺激。

 

 

 

 

Atlas 在 3D 测量中结合了高科技科学、工程和改进的令人陶醉的融合。

 

      

特点和优势

 ---  既可作为独立显微镜使用，也可作为各种类型现有系统的 3D 成像扩展

---  同时读取体细胞和树突状鳞片上的神经活动

---  测量速度和信噪比提高了几个数量级

---  超过 3 个 2000D 胞体的 3D 网络成像

---  树突状分支层成像

---  同时对数千根脊柱进行成像

---  独特、灵活的扫描方法，支持体内和体外测量

---  体内实时 3D 运动校正

---  高速 3D 随机访问 ROI 扫描：对 100D 中任何点的扫描速度高达 3 kHz

---  高速光栅扫描：40×510 时为 510 fps，缩小 FOV 时甚至为 3000 fps

---  使用 GECI 提高大 3D 扫描体积的激发效率

---  在 750 – 1050 nm 之间自动调谐波长

---  与电生理数据相关的功能成像

---  行为期间的钙和电压成像

---  用于光遗传学的 3D 随机访问光刺激

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什么是 FEMTO3D ATLAS 即插即用？

 

FEMTO3D ATLAS 即插即用显微镜是一种交钥匙的多光子解决方案：在顺利交付到实验室后，一小时内即可投入使用。

该系统可以轻松重新定位或在不同实验室之间移动，以适应您不断变化的需求。

尽管体积小巧，但该显微镜配备了最新的三维声光（AO）技术，用于超快速的体内三维成像和三维光刺激。

 

FEMTO3D ATLAS 即插即用将高科技科学与工程学相结合，应用于三维测量。

它不仅实现了传统振镜扫描和共振扫描成像的所有功能，还扩展到三维空间，为双光子显微镜提供了一体化解决方案。

在大体积内实现超快速、同时的三维成像和三维光刺激，并具备实时运动校正功能：能够同时捕捉树突和整个神经网络！扫描过程安静，不受机械限制！

 

 

声光技术

FEMTO3D Atlas 显微镜的新特性增强了双光子显微镜的优势，其核心是用于X、Y和Z方向聚焦的电调谐声光偏转器（AODs，即声光或AO技术）。

这些偏转器不包含扫描镜或其他任何移动缓慢的机械部件，因此焦点位置的调整快速、灵活、稳定，并且与移动距离无关。

这种定位自由度使得扫描速度极高，在物镜下的立方毫米体积内，任何三维位置的扫描速度可达100 kHz。

 

 

 

   可选模块：

 

 

1、3D-RTMC（实时运动校正）用于行为动物

兼容 FEMTO3D Atlas

 

技术概述

--- 借助 Femtonics 3D-RTMC，您可以轻松提升体内测量的效果，该技术沿 X、Y 和 Z（轴向）方向提供实时运动校正，有效消除运动伪影。

--- 神经科学越来越依赖于体内测量神经元活动，以研究认知、记忆、中枢神经系统疾病、行为、神经化学以及该领域的许多其他方面。

--- 体内功能测量的一个瓶颈是动物运动、呼吸、循环或其他众多来源引起的运动伪影。

--- 我们提供了一种实时体内运动校正解决方案，能够以超过100 kHz的速度消除由心跳、呼吸或身体活动引起的伪影，从而实现从棘突、树突、轴突和细胞体进行高分辨率的钙成像和电压成像。

 

优势

--- 基于声光技术：通过利用三维随机访问线扫描的能力，我们的系统能够在每个轴向上无缝进行运动校正。与目前可用的基于 XY 平面交叉相关的解决方案相比，它提供了可行的 Z 方向（轴向）校正，具有显著优势。

--- 适用于体内测量：能够高效消除由动物运动、呼吸、循环引起的运动伪影（平均残余运动 < 10%）。

--- 实时性：在测量过程中，根据参考点的估算运动，焦点会在线重新定位。与准实时解决方案相比，反应时间缩短至十分之一。

--- 反应时间：重复运动校正的周期小于100微秒，这意味着最大的残余运动幅度是在这个短暂时间窗口内收集到的。

--- 扫描模式：与 FEMTO3D Atlas 系统的所有扫描模式（例如光栅扫描、棋盘模式、多立方体、纵向和横向条带、蛇形、Z轴堆叠）兼容。

 

 

 

2、二色扩展（Dichro Extension） 用于灵活的光刺激

兼容 FEMTO3D Atlas

技术概述

ATLAS产品线的二色选项允许您在同一ATLAS扫描头中使用两个独立的、具有不同波长的激光源。由于声光偏转依赖于光的波长，因此通过不同地驱动声光晶体，可以选择性地让其中一个输入光束通过扫描头。

因此，用户能够在每个大约30微秒（通过升级可达到10微秒）长的声光（AO）周期内，选择将哪一个输入光束聚焦到样品的三维空间中。

深度协议编辑器和多脉冲发生器窗口让您能够精细控制成像和光刺激的每一个细节。

 

特性

--- 为两束激光分别提供自动光束稳定功能

--- 第一束激光：750-970 nm，第二束激光：1030-1050 nm（标准耦合二色镜）

--- 兼容可调谐激光源和光纤激光源

--- 在声光偏转器（AODs）的死区时间（<15微秒）内切换波长

--- 复杂的软件架构，用于控制扫描的时空模式

--- 体内应用频率高达100 kHz

 

优势

--- 适用于光遗传学和笼解（uncaging）实验

--- 可同时使用两种不同调谐的光遗传学标记物，无需妥协

--- 在光刺激模式变化时，照射能量可预测（与全息照明不同）

--- 几乎瞬间且无惯性地在成像和光刺激之间切换

--- 在16.8毫秒内刺激40个细胞

 

 

3、绿色照明（Green Illumination）用于血管模式可视化

兼容 FEMTO3D Atlas 和 FEMTOSmart

技术概述

来自LED光源的绿色照明能够实现高对比度的血管可视化。

这是因为红细胞中高度集中的血红素含量在300-650纳米的光谱区域内是可激发的。

使用绿色照明有助于在体内条件下在任何器官表面进行导航，并定位用于批量装载或膜片钳记录的补片电极。

 

特性

--- 激发波长：510-540纳米

--- 穿透深度约100微米

--- 相机模式与双光子模式之间切换时间仅需3秒

--- 通过CMOS相机进行探测

--- 可调节亮度、对比度和伽马参数

--- 通过软件控制操作

--- 安装在物镜臂上

--- 在操作过程中内置有PMT保护装置

 

优势

--- 可实现高对比度的可视化

--- 相机与双光子记录视野在XYZ三个维度上能够精确重叠

--- 能够在开颅手术区域内准确定位你的长期成像点

 

 

4、4D Beam Conditioning Unit 用于高精度实验

兼容性：兼容FEMTO3D Atlas

技术概述

在任何成像系统中，光束稳定性对于准确性至关重要。

因此，我们开发了4DBCU（4D光束调节单元），以高效解决稳定化问题，并以优雅且有效的方式控制光束。

这是FEMTO3D Atlas的一个非常高效的可选模块，能够消除许多光学伪影，并为特定应用（如深度功能成像）做好光束准备。

 

 

特性

--- 补偿大的时域色散。

--- 自动化、电动调谐，涵盖广泛的波长和群延迟色散（GDD）范围。

--- 安装后无需对准。

--- 设计紧凑。

--- 包括准直器、光束稳定单元、光束扩展器，可电动控制以精确控制物镜后孔径处的光束直径。

--- 精确控制有效激发数值孔径。

 

优势

--- 色散更少。

--- 直径可控。

--- 发散角更小。

--- 位移可忽略不计

 

 

5、体外扩展套件

用于培养细胞或急性脑切片

兼容性：兼容FEMTO3D Atlas和FEMTOSmart

技术概述

对急性脑切片或培养的细胞和组织进行成像，使用户能够在生物体外的受控环境中研究细胞。

梯度对比照明便于在相机引导下进行膜片钳记录，而透射荧光探测器则增强了信号收集和信噪比。

 

特性：

--- 采用高功率红外LED（850纳米）的透射科勒照明。

--- 高数值孔径（NA）的聚光镜（可选择干式或油浸式）。

--- 可见光探测（荧光、二次谐波生成（SHG）、三次谐波生成（THG）、相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）等）：高效的、大孔径的光收集光学元件，带有400-690纳米之间的可见探测端口，最多可配备2个可见光探测器（选项包括GaAsP、门控GaAsP、多碱PMT或用于荧光寿命成像显微镜（FLIM）的混合探测器），以及一个可手动更换的滤光片立方体。

--- 透射红外探测器，带有720-1070纳米之间的TIR探测端口（选项包括偏置硅光电二极管或多碱PMT）。

 

优势：

--- 易于更换的保护窗，配有防水密封装置，在实验过程中可保护敏感的内部光学元件免受漏水和腐蚀性溶液的侵害

--- 多功能的机械解决方案：

     -- 兼容Femtonics显微镜（SMART带有可倾斜或常规物镜臂、平台）以及液氮制冷台。

     -- 由于在固定安装到光学平台的快速释放适配器上，所以在进行体内测量之前，可将聚光镜、聚光镜支架或整个模块移除

 

 

6、LED 光源

用于全景光刺激

与 FEMTO3D Atlas 和 FEMTOSmart 兼容

技术概览

利用选定的 LED 光源实现全景照明，可在整个视野（FOV）范围内均匀地刺激分子和细胞。

将此模块与门控探测器结合使用，可实现刺激与成像之间的毫秒级切换。

特点

--- 典型波长：471、590、620nm，其他波长可按特殊要求提供

--- 精确计时且高度可重复的脉冲

--- 约200微米的穿透深度

--- 软件控制操作

--- 安装在物镜臂上

--- 通过可选的门控探测器在刺激期间保护PMT

 

优势

--- 在整个视野范围内同时刺激

--- 专为光遗传学研究优化：精确的空间-时间激活ChR2和/或NpHR

--- 刺激与检测之间的毫秒级切换

 

 

   软件：

 

 

 

FEMTO3D Atlas

FEMTO3D Atlas 软件：

FEMTO3D Atlas 的测量控制和分析软件套件，为 FEMTO3D Atlas 提供支持，

支持从快速平面成像到模式化 3D 光刺激以及同时多色活动记录等多种成像工作流程。

在 Atlas 软件产品页面上可以找到 3D 扫描模式和其他功能。

具体介绍点击：Femtonics - FEMTO3D Atlas Software