Сканирующий конфокальный люминесцентный микроскоп Confotec CARS

3D Сканирующий лазерный микроскоп-спектрометр Confotec CARS

Пять каналов для одновременного сканирования
Три вида CARS измерений
Три режима сканирования
Высокая чувствительность
Высокая пространственное разрешение

Производитель SOL instruments

Описание

Характеристики

Преимущества CARS метода

Высокая чувствительность: во время CARS процесса генерируются более сильные и направленные сигналы по сравнению с сигналами в спонтанной Рамановской микроскопии.
Анти-Стоксовый CARS сигнал имеет частоту, превышающую частоты волн накачки, и детектируется в спектральном диапазоне, свободном от мешающих засветок стоксовой люминесценции.
CARS сигнал генерируется только в фокусе, где интенсивность возбуждения является самой высокой. Это позволяет регистрировать изображения с высоким пространственным разрешением без использования конфокальных пинхолов, а также проводить трехмерное 3D сканирование по слоям с минимальным влиянием соседних слоёв на результаты измерений.
Спектральное разрешение CARS сигналов определяется только ширинами линий лазеров накачки, что позволяет упростить спектральные измерения, так как регистрация CARS сигналов может производиться без использования спектрального прибора.
CARS сигнал пропорционален квадрату концентрации молекул, что позволяет, наряду с селективностью и неинвазивностью метода, использовать CARS метод для количественных измерений концентрации химической субстанции в исследуемом образце.
Минимально инвазивная техника для биологических образцов: благодаря высокой чувствительности, с помощью CARS метода молекулы в живых клетках можно регистрировать без флуоресцентных меток.

Полистереновые шарики различного диаметра
(F-CARS, 3045 cm^-1)

3D CARS изображение структуры жидкого кристалла 8CB на резонансной частоте 2236 cм^-1

Описание

Confotec® CARS – это многофункциональный многоканальный 3D сканирующий лазерный микроскоп-спектрометр. Confotec® CARS предназначен для одновременного и многофункционального анализа: построения высококонтрастных изображений с помощью CARS сигнала; конфокальных Рамановских изображений; конфокальных флуоресцентных изображений; конфокальных изображений в отраженном лазерном излучении и т.д.

Многофункциональность - Confotec CARS объединяет в единой системе:

CARS сканирующий микроскоп
Рамановский / люминесцентный сканирующий конфокальный микроскоп
традиционный сканирующий конфокальный лазерный микроскоп

Многоканальность – пять каналов для одновременных скоростных измерений:

F-CARS
E-CARS & Raman
отражённое лазерное излучение
прошедшее лазерное излучение
люминесцентное излучение

Ключевые особенности

Высокое пространственное разрешение:

CARS	XYZ < 0.7 μм
Раман	XY < 300 нм Z < 700 нм

Широкой спектральный диапазон:

CARS	985 – 5000 см^-1
Раман	75 – 6000 см^-1

Высокое спектральное разрешение:

CARS	7 - 8 см^-1
Раман	0.25 см^-1

Мультимодальное CARS/TPEF изображение растущих клеток рака HeLa: DNA/RNA/Proteins/Lipids цветное представление

Одновременный / многофункциональный анализ

построение высококонтрастных изображений с помощью CARS сигнала (не требуется предвари-тельных добавок в образцы)
построение конфокальных Рамановских изображений
построение конфокальных флуоресцентных изображений, включая двухфотонную (или мульти-фотонную) эмиссию
построение конфокальных изображений в отраженном лазерном излучении
построение высококонтрастных изображений в прошедшем лазерном излучении
визуализация профиля поверхности посредством генерации сигнала второй гармоники

Три вида CARS измерений

F-CARS
Е-CARS
P-CARS

Применение

Нанобиотехнологии: неинвазивный анализ биологических образцов (клеток и компонент живых клеток) и протекающих в них процессов в реальном времени и с высоким пространственным разрешением.
Исследования с применением микро- и нанотехнологий для изучения свойств микро-структур небиологической природы: полупроводники, жидкие кристаллы, полимеры, фармацевтические вещества, микро- и наночастицы.

Изображение полученное на микроскопе Confotec CARS

Пять независимых скоростных каналов для регистрации до четырёх 2D и 3D изображений одновременно:

F-CARS: CARS сигнал в попутном (Forward) направлении
E-CARS & Raman: CARS сигнал в обратном (EPI) направлении / Raman сигнал
Reflected: сигнал отражённого лазерного излучения
Transmitted: сигнал прошедшего через образец излучения
Luminescent: люминесцентный сигнал
Поляризационное управление возбуждением и детектированием
Моноблочная лазерная система для возбуждения CARS сигналов
Дополнительный лазер 633нм для возбуждения стандартной однофотонной флуоресценции и спонтанного Рамановского рассеяния
Полностью автоматизированное управление: переключение режимов измерений путем автомати-ческого переключения необходимых компонентов внутри системы

Селективный имаджинг MIA-PaCa панкриатик человеческой раковой клетки для резонанса 2845 см^-1C-H связи (C-H aliphatic stretch). Селективная визуализация липидов

Три режима сканирования

сканирование лазерного луча по поверхности неподвижного образца с помощью XY сканнера
перемещение образца с помощью XY автоматизированного стола относительно неподвижного лазерного луча
комбинированный режим для получения панорамных изображений с высокой скоростью и высо-ким пространственным разрешением: XY сканнер + автоматизированный стол

Высокая точность калибровки по длинам волн: лучше ±0,002нм благодаря использованию встроенной калибровочной лампы в качестве источника реперных линий для автоматической оперативной калибровки монохроматора-спектрографа.

Блочная, жесткая, стержневая конструкция обеспечивает высокую временную и температурную стабильность

3D изображение клетки

Интуитивно понятное программное обеспечение NanoSP®

Оперативное управление параметрами системы – полная автоматизация: переключение режимов измерений путем автоматического переключения необходимых компонентов внутри системы, управление шаттерами для выбора длины волны лазера возбуждения, контроль поляризации в канале возбуждения / регистрации, размер конфокального пинхо-ла, выбор решётки, установка центральной длины волны и выбор выходного порта моно-хроматора-спектрографа, подстройка положения пинхола и т.д.
Получение конфокальных 2D и 3D изображений: сканирование, накопление и сохранение данных.
Отображение CARS, Рамановских или люминесцентных спектров.
Различные методы калибровки спектров, в том числе с помощью встроенной калибровоч-ной лампы в качестве источника реперных линий.
2-х/ 3-х мерное представление данных.
Обработка изображений:

- Коррекция изображений.

- Метрическая и статистическая обработка изображений, произвольные сечения.

- Цифровая фильтрация, изменение размеров и поворот изображения.

Обработка спектров:

- Вычитание широкополосного фона (background correction)

- Математические операции: сложение, вычитание, деление, произведение и т. д.

- Сглаживание несколькими способами

- Поиск и определение максимумов (пиков) спектральных линий

Режимы сканирования:

- Point

- XY

- XZ

- YZ

- XYZ

Способы сканирования:

- гальваносканер: 2D скоростные изображения

- гальваносканер + Piezo-Z сканер: 3D скоростные изображения

- автоматизированный стол: 2D изображения

- автоматизированный стол + Piezo-Z сканер: 3D изображения

- гальваносканер + автоматизированный стол: 2D панорамные изображения

- гальваносканер + автоматизированный стол + Piezo-Z сканер: 3D панорамные изображения

Функциональность Fast Mapping в NanoSP.

Анализ полимеров в NanoSP.

Технические характеристики

Общие характеристики системы

Пространственное XYZ разрешение CARS сигналов (объектив 60^х NA-1.2, водо-иммерсионный):	< 0.7 μм
Пространственное разрешение Рамановских сигналов (длина волны лазера 633 нм; объектив 60х NA-1.2, водо-иммерсионный):	XY: < 300 нм Z: < 700 нм
Спектральный диапазон регистрации:	CARS сигналов: 985 – 5000 см^-1 Рамановских сигналов: 75 – 6000 см^-1
Спектральное разрешение:	CARS сигналов: 7-8 см^-1 Рамановских сигналов: 0.25 см^-1(решетка 75 штр/мм Эшелле); 0.6 см^-1(решетка 1800 штр/мм)
Диапазон скоростного сканирования (с объективом 60^х)	XY: 225 х 225 μм Z: 80 μм
Управление:	полная автоматизация

Оптический микроскоп

d ddddfd

Тип:	инвертированный
Модель:	Nikon Ti-U
Стол:	моторизованный
- диапазон перемещения:	114 х 75 мм
- точность (1мм перемещения):	0.06 μм
- XY воспроизводимость:	± 1 μм
- минимальный шаг перемещения стола:	0.02 μм
Микрообъективы:	60 ^х NA-1.2 водо-иммерсионный 20 ^x NA-0.45
Z-сканер:
- тип:	пьезосканнер
- диапазон перемещения объектива:	80 μм
- минимальный шаг:	50 нм
- воспроизводимость:	< 6 нм
Осветитель для работы в отраженном свете:	галогеновая лампа 100 Вт
Осветитель для работы в проходящем свете:	светодиодный
Ввод лазерного излучения:
Оптико-механический узел N-unit для сопряжения с микроскопом включает 3-х позиционный переключатель зеркал, позволяющий направлять возбуждающее излучение через микрообъектив на образец и собирать генерируемое образцом излучение, минуя штатные оптические элементы микроскопа. 3-х позиционный переключатель зеркал выполнен в виде трёхпозиционной автоматизированной турели, в которую установлены три зеркала 23, 24 и 25, каждое из которых оптимизировано для длины волны используемого лазера возбуждения.
Видеокамера высокого разрешения:
- тип:	цифровая цветная ПЗС-камера
- сенсор:	1/2", 2048 x 1536 пикселей
- АЦП:	10 бит, скорость 12 кадров/сек

Лазер для возбуждения CARS сигналов.

Моноблочная Оптическая Параметрическая Система в составе:
Пикосекундный твердотельный Nd:YVO4 лазер
Длина волны излучения:	1064 нм
Длительность импульса:	6.5 пс
Выходная мощность:	6 Вт
Частота повторения импульсов:	85 МГц
Модовый состав:	TEM₀₀
Качество пучка (М²):	< 1.5
Диаметр пучка:	2 мм
Перестраиваемый SOPO (Synchronously pumped Optical Parametrical Oscillator)
Диапазон длин волн:	690 - 990 нм
Выходная мощность:	> 400 мВт (800 нм)
Длительность импульса:	5 - 6 пс
Частота повторения импульсов:	85 МГц
Поляризация:	горизонтальная
Модовый состав:	TEM₀₀
Качество пучка (М²):	< 1.2
Диаметр пучка:	2 мм
Встроенная оптическая линия задержки

Лазер для Рамановской спектроскопии

Тип лазера:	непрерывный HeNe
Длина волны излучения:	632.8 нм
Средняя мощность:	> 10 мВт
Поляризация:	линейная
Диаметр пучка:	0.65 мм
Расходимость пучка:	< 1.24 мрад

Модуль формирования и совмещения лазерных пучков

Лазерные затворы:	3 (Nd:YVO4 лазер, SOPO и HeNe лазер)
Поляризатор:	2 (Nd:YVO4 лазер и SOPO)
Фазовая пластинка λ/2	2 (Nd:YVO4 лазер и HeNe лазер)
Вариотелескоп:	3 (Nd:YVO4 лазер, SOPO и HeNe лазер)

Оптический модуль

Оптика, оптимизированная для спектрального диапазона:	400 - 1100 нм
Анализатор:	призма Глан-Тэйлора
Ослабитель лазерного излучения:	нейтральный фильтр переменной плотности 0 - 3D
Позиционер предпинхольного объектива:	трехкоординатный (X, Y, Z)
Позиционер CARS, Рамановских и флуоресцентных фильтров:	пятипозиционный
Позиционер дихроичных фильтров:	шестипозиционный

Монохроматор-спектрограф изображения MS 5004i

Фокусное расстояние:	520 мм
Относительное отверстие (по входу):	9.8
Увеличение горизонтальное:	1.0
Увеличение вертикальное:	1.0
Вертикальное пространственное разрешение:	< 20 μм
Размер плоского поля:	28 х 5 мм
Рассеянный свет (на расстоянии 20 нм от линии лазера 633 нм):	1 х 10^-5
Узел дифракционных решеток:	автоматизированная турель на 4 решетки
Спектральное разрешение (длина волны 633 нм, CCD pixel 12×12 μм):	0.01 нм (решётка 75 штр/мм Эшелле) 0.025 нм (решётка 1800 штр/мм)
Спектральная щель входная:	автоматизированный конфокальный пинхол, плавно регулируемый от 0 до 1.5 мм
Спектральная щель выходная:	автоматизированная, плавно регулируемая от 0 до 2 мм
Порты:	1 входной, 2 выходных
Детектор (Раман, E-CARS, скоростные измерения):	Hamamatsu Photosensor module H7844 с Пельтье — охлаждением

Монохроматор для флуоресцентных измерений

(интегрирован в MS 5004i)

Фокусное расстояние:	100 мм
Входная щель:	конфокальный пинхол MS 5004i
Выходная щель:	фиксированная, ширина 4.2 мм
Дифракционная решетка:	600 штр/мм
Спектральный диапазон:	400 — 920 нм
Обратная линейная дисперсия:	13 нм/мм
Детектор:	Hamamatsu Photosensor module H7844 с Пельтье-охлаждением

Спектральная камера (Раман, E-CARS)

Тип:	цифровая ПЗС камера
Фотоприемник:	back-thinned ПЗС матрица 2048 х 122 пикселей
Размер фоточувствительного элемента:	12 х 12 мкм
Размер фоточувствительного поля:	24.576 х 1.464 мм (длина х высота)
Область спектральной чувствительности:	от 200 до 1100 нм
Охлаждение с температурной стабилизацией:	двухступенчатое Пельтье-охлаждение до –45 °С
Разрядность аналого-цифрового преобразователя (АЦП) камеры:	1 фотон на 1 отсчет АЦП (на длине 650 нм)
Чувствительность:	1 фотон на 1 отсчет АЦП (на длине 650 нм)
Динамический диапазон:	не менее 10 000

Модуль скоростного сканирования X, Y

Сканеры:	гальванометрические сканеры зеркал (X, Y)
Режимы сканирования:	растровый скоростной и старт-стопный
Точность позиционирования:	< 30 нм
Сканируемая площадь:	225 μм х 225 μм (с объективом 60^Х)
Скорость сканирования скоростного режима:	4 сек/кадр 1000 х 1000 точек

Модуль конфокального лазерного микроскопа (Reflected)

Позиционер предпинхольного объектива:	автоматизированный трёхкоординатный (X, Y, Z)
Конфокальный пинхол:	автоматизированный конфокальный пинхол, плавно регулируемый от 0 до 1.5 мм
Детектор:	Hamamatsu Photosensor module H6780-01

Модуль регистрации F-CARS и прошедшего излучения

Анализатор:	призма Глан-Тэйлора
Позиционер F-CARS фильтров:	четырехпозиционный
Детектор для регистрации F-CARS:	Hamamatsu Photosensor module H7844 с Пельтье-охлаждением
Детектор для регистрации прошедшего излучения:	Hamamatsu Photosensor module H6780-01

Модуль управления и обработки сигнала

Количество каналов регистрации:	5
Количество одновременно регистрируемых каналов:	до 5
Интерфейс связи с компьютером:	Интерфейс связи с компьютером:

Все части расположены на оптической плите, установленной на виброгасящих опорах.

В каталог