OLYMPUS双光子系统仪器介绍和主要技术指标
一、工作条件:
1、适于在电源220V(±10%)/50Hz、气温摄氏+18℃~+25℃和相对湿度小于70%的环境条件下运行。能够连续正常工作。
2、配置符合中国有关标准要求的插头,如果没有这样的插头,则需提供适当的转换插座。
3、安装位置要避免建筑高层或靠近震动源,避免水源、灰尘和阳光直射。
二、设备用途:
1)细胞形态及功能观察:对活细胞和组织或细胞切片进行多种方式的连续扫描,可获得精细的细胞骨架、染体、细胞器和细胞膜系统等三维图像的展示。
2)三维重建功能:可以实现不同层面信息观察,更高灵敏度、高分辨率图象、同时具有高对比度等突出优势,更好的保护样品。
3)多维图象的获得:如X,Y,Z,λ,t), xyt 、xzt 和xt 扫描,时间序列扫描旋转扫描、区域扫描、光谱扫描、同时方便进行图像处理。
4)生物信号测量和分析功能:细胞内离子荧光标记,单标记或多标记,细胞器和荧光蛋白的共定位分析,检测细胞内如PH和钠、钙、镁等离子浓度的比率测定及动态变化,进行荧光能量共振转移等功能的分析。
5)多重荧光观察:荧光标记的活细胞或切片标本的活细胞生物物质,膜标记、免疫物质、免疫反应、受体或配体,核酸等观察。
6)快速的光刺激光漂白,FRET、FLIP、Uncaging等高端实验
7)invivo 活体观察:双光子共聚焦能实现600μm以上的观察深度,远远超过单光子100μm的观察深度,能够对活体动物直接进行观察。
8)定点的光漂白或刺激:由于双光子具有天然的空间选择性,所以可以做单光子无法进行的空间的光操作,对活体或组织的结构进行光漂白或刺激。
三、系统构成及技术要求
双光子共聚焦显微镜是在单光子共聚焦显微镜的基础上发展起来的,其包括一套完整的单光子成像系统和一条完整的双光子成像系统,具有更深的观察深度,更好的空间选择性,对标本进行定点的光操作。
A、双光子激光器及光强调节单元
1.双光子激光强度AOM调节系统: 保证对红外激光的快速开关和0.1%量级的激光强度调节。配备负向调整组散延迟(Negative Chirp)装置,以保持出物镜激光脉冲脉宽。
2. 双光子专用飞秒激光器:波长可调谐超快脉冲红外激光器:
a)脉宽:<100fs。
b)各波长平均功率:690 nm>56kW;710 nm>217kW;920 nm>217 kW;1040nm>34 kW
c)波长范围:690--1040nm
d)光路中内置开普勒光路,可以根据波长和物镜的更改调整照射到物镜入瞳面的激光面积,保证充分利用激光强度和物镜的分辨率。
B、正置双光子共聚焦系统:
1. 正置双光子荧光检测单元:
提供四个外置无pinhole大靶面反射荧光NDD检测器(PMT),其中包含2个高敏感度制冷GaAsP-PMT(磷砷化镓)检测器,用于IR双光子荧光的直接检测。 较常规PMT检测器GaAsP-PMT能使量子效率提高一倍,制冷型检测器能够保证检测的热噪音更低,信噪比更高。
2. 显微镜光学系统
正置显微镜系统,显微镜和整个系统高度配合
电动Z轴步进精度:≤10nm
共聚焦专用高数值孔径物镜,带全套DIC系统,包括两套物镜系统
活体成像无盖玻片校准型活体观察专用物镜,高数值孔径,红外高透型长工作距离能做小动物实验。
配置全球最高数值孔径25X长工作距离红外多光子专用物镜。数值孔径 1.05 工作距离2mm
a)宽视野设计,可以最大范围的收集视野内的荧光信息。
b)专门针对680nm-1100nm红外光校对
c)具有深度校正环,保证红外激光平场性和高会聚特性
d)在拥有1.05数值孔径的同时拥有35o的注射夹角
30X 红外高透过率硅油物镜,数值孔径 1.05工作距离0.8mm
透过范围680nm-1400nm。硅油物镜的折射率更接近生物标本,深层成像荧光亮度更强,且硅油性质稳定不吸湿也不会挥发。
a)透过范围680nm-1400nm。
b)硅油物镜的折射率更接近生物标本,深层成像荧光亮度更强,
且硅油性质稳定不吸湿也不会挥发。
10X 水镜,数值孔径 0.30工作距离3.5mm
40X 水镜,数值孔径NA 0.80,工作距离3.3mm
60X 水镜,数值孔径NA 1.20,工作距离0.28mm
6位荧光滤片组,包括紫外、蓝、绿等荧光滤镜组。
配置100W红外透射卤素灯及长寿命荧光光源,光源寿命2000小时,光源均通过光纤导入,有效防止热漂移,最大程度保证了实验稳定性。
C、倒置双光子共聚焦系统:
1. 单光子激光光源及激光调节装置
覆盖可见光波长范围激光器共四个(提供6个不同波长),各激光器单独分立,包括:
近紫外激光器:LD405 50mW,适用于DAPI、Hochest等诸多染料以及FRAP等光刺激实验。
多谱线Mar激光器:458nm、488nm、515nm 30mW,适用于FITC、CFP、GFP、YFP、ALEX488等诸多染料
绿激光器:543nm 1mW,适用于PI、Texas Red等诸多染料。
红激光器:635nm 20mW,适用于CY5、CY5.5等诸多染料。
激光整合器为AOTF型: 每一只激光器配备了AOTF控制系统, 可以按照各种需要控制各个激光的强度在扫描过程中的变化;整合可见激光实现每根谱线的超快强度调制和快速的光闸控制;强度调节从0.1%-100%, 0.1%精度步进调节, 同时具有REX功能: 实现每个任意选定区域内的激光强度控制和波长选择;免调试设计, 方便安装和维护。
全部光源系统由计算机控制。用户可由软件界面通过鼠标操作, 选择各种光源, 控制光源强度, 并直观地了解到各种光源的工作状态。
双硬盘独家设计的激光强度回馈电路, 实时监视激发激光的强度变化, 动态调节激光。最大程度保证了荧光定量测量数据的准确性。
采用激光整合器将各个可见光激光器发出的激光整合到一起, 通过光纤连接至扫描装置, 使不同的激光器作为一个整体工作, 使激光器远离显微镜, 避免热量和振动对系统的影响, 同时保证用户的安全。
2. 倒置双光子荧光检测单元:
双光子荧光检测单元:提供2个外置无pinhole大靶面反射荧光NDD检测器(PMT),用于IR双光子荧光的直接检测。2个检测器之间采用滤片分光方式分别采集不同波段荧光,荧光分光镜可以方便更换,要求提供红绿、蓝绿及青黄分光。检测与分析由共聚焦软件控制。
3.倒置单光子共聚焦扫描系统
扫描系统:采用独有的银镀膜扫描振镜,反射率可以达到90%以上。
5个大靶面荧光检测器,其中包含2个制冷型GaAsP高灵敏度检测器。 较常规PMT检测器GaAsP-PMT能使量子效率提高一倍,制冷型检测器能够保证检测的热噪音更低,信噪比更高。
扫描检测器与显微镜,一体化设计直接连接,保证高光效率,高质量,高分辨率成像。
全自动连续无级调节型针孔,软件可根据所使用的物镜对针孔孔径自动设定。
光谱分光:采用光栅或棱镜进行光谱分光;可实现光谱选择及光谱带宽连续调节,光谱分辨率≤2nm,精度≤1nm
荧光通道的扫描图象分辨率4096ⅹ4096,A/D转换12bit(4096个灰度级)
扫描速度可到达:幅扫描≥4帧/s(512X512),≥16帧/s(256×256);线扫描速度≥4000线/s
4. 显微镜光学系统
采用当前最高配置的具有激光安全性的万能研究级倒置电动显微镜, UIS2无限远校正光学系统。所用显微镜经过安全性改造, 无激光泄漏, 保证用户的人身安全, 所有电动部件都能通过高清晰触摸屏、远程控制器和共聚焦应用软件全自动控制,显微镜与整个系统高度协调统一,可以最大程度发挥共聚焦系统的优异性能。
全电动倒置显微镜IX83采用独特的双层光路设计,为可以适应将来科研工作不断发展需要, 为接多种图像采集装置提供方便。扩展性强,在不使用confocal时可以做为研究级电动荧光显微镜使用。
高刚性防震主机, 保持系统稳定, 电动荧光滤镜转换, 电动光路转换, 电动聚焦, 自动荧光/激光共聚焦/DIC观察方式间转换。所有操作均可以通过高清晰触摸屏、远程控制器和共聚焦系统软件进行控制。
配备了共聚焦专用高数值孔径高分辨平场复消差物镜, 能同时满足共聚焦、微分干涉观察:
UPLSAPO10X 数值孔径 0.4
UPLSAPO20X 数值孔径 0.75
UPLSAPO40X 数值孔径 0.95
UPLSAPO60XOSC 超级差校正高分辨物镜:数值孔径 1.4,油浸物镜
100倍高分辨油浸TIRFM物镜:数值孔径 1.49,油浸物镜
采用外置式透射光检测器和卤素灯光源, 以Y字型光纤连接, 避免了光路切换所造成的机械振动。
高精度Z轴驱动装置, 最小步进10nm, 保证光学切片的精度要求。Z轴驱动装置可由共聚焦软件、触摸屏和手动Z轴控制器等进行控制。用户通过鼠标操作控制焦平面, 设定XYZ扫描的起始和终止位置及步进。
8位显微镜荧光滤片组, 配有紫外、蓝紫、带通蓝、带通绿、黄荧光滤镜,激发块置换方便, 覆盖紫外和可见光波长。
电动长工作距离聚光器,7位自动转换。除了可观察荧光及透射光外, 还具有相应的微分干涉相差配置。
光纤式长寿命荧光光源,光源寿命2000小时,通过光纤从扫描单元导入, 减少了汞灯产热对显微镜主体的影响,最大程度保证了实验稳定性。
多点活细胞CO2培养系统
1. 高重复精度线性编码型电动载物台,重复精度±0.2um,步进精度10nm,移动范围114mmX76mm。
2. 细胞CO2培养装置:配置在电动载物台上,可以精确控制温度、湿度、CO2的流量、保证细胞长时间的生长,可以适合于35mm培养皿、ChamberSlide、ChamberCovergalss等不同类型的培养容器使用.
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