名称 : 共聚焦扫描成像显微镜
编号 : CSIM 130/110/100
描述 : CSIM是我司完全自主设计和生产的共聚焦显微镜,其共聚焦针孔是根据光路可逆原理设计,信号转换电路是针对单点扫描共聚焦成像特点专门开发。因此,相比传统设计的共聚焦显微镜,CSIM的成像质量的更高,尤其是在对弱荧光样品成像时,图像的信噪比和分辨率都有明显优势。
概述 共聚焦知识 特点 应用 参数

  


CSIM 共聚焦扫描成像显微镜是一款以简洁、高效为设计理念开发的共聚焦成像产品,其独有的光路结

和针对单点扫描共聚焦成像开发的转换电路,同时满了共聚焦成像的高分辨率、高检测灵敏度和宽动

范围的要求。相传统设计的共聚焦显微镜,CSIM 共聚焦扫描成像显微镜获取的共聚焦图像具有更低

噪声、更黑的背景和更丰富的细节,可为科研人员提供高质量的共聚焦图像。

 

CSIM110

CSIM110


CSIM120

CSIM120


CSIM130

共聚焦成像(通常特指单光子)是通过一片分光镜将照明针孔和成像针孔共轭,

实现点照明和点成像,再利用高速光学扫描振镜逐点扫描样品,以获取高分辨

率图像的技术。




*光源通常为激光

**通常不设置照明针孔,而是利用激光虚拟照明针孔


因为焦平面的最大强度激发和成像针孔对非焦面信号的过滤,共聚焦成像技术具有出色的光

学层切成像能力。

                                     


                               共聚焦                                                                       宽场



在理想状态下,照明针孔和成像针孔保持严格的百分百共轭,系统可保证最高的焦面信号探测

效率和最优的Z轴分辨率。而在实际装机时,器件的精度限制、装配误差和外部因素导致的位移,

都将破坏照明针孔和成像针孔的共轭关系,导致图像变暗、Z轴分辨率降低。




   

                针孔匹配                                       开大针孔


***当穿过针孔达到探测器的荧光较弱时,通常需要开大针孔漏过更多的非焦面信号,以使图像具有足够的亮度,

这必然导致图像的Z轴分辨率降低


共聚焦的Z轴分辨率,是运用了最先进的反卷积计算的宽场成像也无法比拟的。尤其

是在对荧光强弱差别巨大的厚样品成像时,受限于相机的动态范围,宽场成像系统

无法收集足够还原样品原貌的荧光信号,导致反卷积计算结果错误,图像失真。





因为焦平面的最大强度激发和成像针孔对非焦面信号的过滤,共聚焦成像技术具有

出色的光学层切成像能力,是运用了最先进的反卷积计算的宽场成像也无法比拟的。

尤其是在对荧光强弱差别巨大的厚样品成像时,受限于相机的动态范围,宽场成像

系统无法收集足够还原样品原貌的荧光信号,导致反卷积计算结果错误,图像失真。




                              共聚焦                                                                    宽场+反卷积


****对于使用低倍物镜观察薄样品(如贴壁细胞)时,反卷积和共聚焦对比,则相差不大

*****结构照明则是一种介于宽场和共聚焦之间的技术,以较低的成本提供比宽场图像质量更好的清晰图像,但与

共聚焦相比仍有差距

******双光子成像显微镜是另一种能提供光学层切成像能力的系统,其特点是:1)使用长波脉冲激光替代短波连

续激光激发样品,可以对几百微米厚的样品层切成像;2)只激发焦平面的样品发射荧光,非焦面样品完全不发

射荧光,无需针孔过滤非焦面信号;3)更好的光学层切成像性能。

判断共聚焦图像质量好坏,除了空间分辨率还有一个重要的依据,即图像位深。图像

位深通常用bit标示,数值越大、细节越丰富。




但是,需要注意的是,在共聚焦显微镜里不能简单地把图像位深等同于系统的动态范

——动态范围由硬件决定,是先天因素;图像位深由软件设定,是后天因素。动态

范围2001的原始数据,不管输出的图像是8bit还是16bit,其细节是完全一样的,只

有动态范围超过2561时,16bit才比8bit更能准确地显示实验结果。

*******动态范围=系统饱和信号强度/系统本底噪声



独一无二的光路结构,以最少的光学元件实现共聚焦成像,可以保证88%的荧光到达探测器!!!




独特的光路结构——利用光路可逆原理,激光和荧光相向穿过同一个针孔,激发点与成像点严格共轭

优点

始终保持100%的焦面信号透过率

更高的Z轴分辨率

光路稳定性高,免校正维护



 

相比传统光路的共聚焦,CSIM 的高效光路,无需扩大针孔直径漏过非焦面信号,即可获取明亮图像并保证Z轴分辨



 

                  专属电路                                                                                    传统电路

自主开发的信号放大电路——基于公司二十年的模拟电路开发经验,针对单点共聚焦连续照明、单点成像特点开发

优点:

更高的信号转换效率

更低的背景噪声

更宽的动态范围

更好的样品保护




四个固体激光器——长寿命、高稳定性

六孔位滤光片转轮——40nm带宽,截止深度OD>6

405DAPIHoechst

488EGFPFITCAlexa Fluor488

          YFPAlexa Fluor514/532

561RFPRhodamineMitoTracker RedmCherry

          Alexa Fluor 555/561/594

640Alexa Fluor638/647




全中文界面,简单易懂,上手快

优化成像逻辑,傻瓜式操作,极易出好图

全软件控制完成多维图像采集,实现多通道XYXYZXYTXYZTMP多维成像

全软件控制数据记录,支持成像参数管理导出/导入

支持多种图像输出格式


癌症研究

对癌症组织切片的染色定性;癌细胞迁移运动中形态和相关蛋白质的研究

细胞生物学

细胞骨架和细胞器超微结构成像

发育生物学

模式生物,如:果蝇、线虫和斑马鱼胚胎,获取三维结构细节和动态变化

药物研发

药物分子的细胞定位研究

神经生物学

从具一定厚度的组织样品中获取神经元精细结构和形态变化的清晰图像



3D细胞球,36层Z-stack,40X


Hela细胞,60X-Z00M3.2

Hela细胞,100X-zoom2

斑马鱼神经系统,91层Z-stack,40X

斑马鱼鱼卵,67层Z-stack,20X

牛肺动脉内皮细胞,60X

人胰腺腺癌细胞,60X-zoom3.2

晚期雄蕊,40X

细胞纤毛,40X

细菌感染,60X-ZOOM3.2

小鼠卵细胞和精子,60X-zoom1.6

CSIM130/120/110

激光藕合器及控制模块

激光器

405nm/50mW488nm/50mW561nm/50mW640nm/40mW

消光比1001,功率稳定性≤2%@8小时,噪声≤0.25%@20Hz-20MHz

控制方式

AOM及直接调制,具备等待最低输出功能

输出方式

单根保偏单模光纤

散热方式

水冷循环

扫描模块

扫描单元

双轴XY高速光学扫描振镜,400~700m宽带介质膜,反射率≥99%*

视场14mm×14mm(对角线>19mm),扫描单元和检测采用直接耦合的一体化设计,无光纤连接

扫描像素512×512~4096×4096

变倍扫描1×~50×

扫描速度(512×512)0.9fps(标准)3fps(快扫)

针孔

30μm/40μm/50μm*

分光及滤光

四通道二色分光镜:405/488/561/640

6孔位电动滤光镜转轮,滤光片:452nm/45530nm/43607nm/36685nm/40*,截止效率0D6

探测单元

探测器1~3PMT(输出图像动态范围:≥12500)*

MA PMTQE25%@500nm,≥20%@600nm

GaAsP PMTQE45%@500nm,≥40%@600nm

DIC模块

DIC

电动切换

探测器1PMT

研究级电动倒置荧光显微镜

光学系统

无限远色差校正光学系统

观察筒

无限远较链双目观察头,瞳距调节范围50-75mm,倾角调节范围20°-45°

目镜

高限点大视野平场目镜PL10X/W22mm,视度调节范围-5D~+5D

物镜

无限远平场复消色差物镜:10X/0.420X/0.840X/0.9560X/W1.42oil100X/W1.45oil*

机架

低手位粗微同轴电驱动调焦机构,行程10.5mm,前面板显示微调精度10nm,具备焦面锁定功能;双层光路,:内置上光口,分光比100:00:100;内置电动左光口,分光比0:10050:50100:06孔位电动转换器(带D1C插槽)*

载物台*

电动载物台,台面尺寸不小于260mm(X)×153mm(Y),移动范围110mm(X)×75mmY),带独立操作手柄;最大速度3mm/s,重复定位精度±1um;可适配35mm培养皿、切片观察

手动机械平台,台面尺寸300mm(X)×240mm(Y),移动范围135mm(X)×85mm(Y)

透射照明

透射柯拉照明系统,聚光镜托架升降范围65mm4组滤色片安装位置,含LBD滤色片/绿色滤色片/毛玻璃;卤素灯照明灯箱,预置灯丝中心,功率100W

7孔位电动聚光镜,NA0.55WD27mm:电动孔径光阑、电动转盘、电动起偏镜;支持所有物镜的明场和DIC观察

荧光照明

L型荧光照明器,带衰减滤光片插板

8孔位电动荧光转盘系统;具备光闸功能;标配UV/B/G三组荧光滤光镜组*

直流汞灯,功率100W

操作软件

扫描成像

完全控制所有外设器件

支持单色或多色的二维成像(XY)、三维成像(XYZ)、四维成像(XYZT)、多位点扫描(MP)ROIFRET FRAP 成像*

具备曝光时间、激光功率和PMT电压自适应功能

四个荧光通道均可自由选择任意激光器及滤光组合

支持累积扫描和平均扫描

处理分析

多色荧光共定位处理,荧光及微分干涉(DIC)图像叠加;校正添加标尺;滤波处理、Z-Stacke处理、强度-时序分析、3D重构以及大图拼接*

数据管理

多种硬件连接可选、可设定自动字图路径、多种格式图像输出、自动保存/加载扫描成像参数

                                                                                                     


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