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Microscopios confocales

Mejorando la perfección

Los microscopios confocales han estado disponibles comercialmente desde hace más de 25 años. ¿Cómo pueden seguir innovandose las iteraciones más recientes de un instrumento fundamentalmente simple? ¿Qué cambios pueden redefinir cómo se usa un microscopio confocal y qué datos se pueden recopilar? Presentamos el sistema de microscopio confocal Nikon AX/AX R, nuestro confocal de barrido de puntos de décima generación, que proporciona más de todo: aprovechando la inteligencia artificial (IA), ampliando la cantidad de colores, mejorando la densidad de píxeles, la sensibilidad y la velocidad.

Estas son adiciones significativas en términos de ampliar la gama de experimentos posibles con un confocal de barrido, al tiempo que aumentan la usabilidad y la funcionalidad del instrumento, todo en una plataforma modular y actualizable.

Nikon AX es el nuevo estándar en imágenes confocales.

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Características principales

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Vejiga completa del ratón clareada ópticamente con iDISCO y adquirida con 8192 x 8192 píxeles utilizando un objetivo Plan Apo 2x, tamaño de píxel efectivo 0,6 μm (más de 5 veces la resolución espacial de una cámara CMOS monocromática típica).
Cortesía del Dr. Gerry Apodaca, Biología de Sistemas Integrativos, Departamento de Medicina, Universidad de Pittsburgh en colaboración con el Dr. Alan Watson en el Centro de Imágenes Biológicas de la Universidad de Pittsburgh.

Con el campo de visión más grande disponible en la base de microscopio invertidos y verticales (25 mm de diagonal), caben más muestras en un solo campo de visión con una gama de lentes de objetivo más amplia que nunca.

El muestreo más allá del límite de difracción óptica es posible, gracias a un tamaño de barrido de hasta 8192 x 8192 píxeles, incluso con aumentos bajos con el AX/AX R.

El uso de aumentos más bajos con distancias de trabajo más largas y aperturas numéricas altas permiten la preparaciones de muestras más flexible, mientras que el campo de visión grande permite una alta resolución simultáneamente en una sola imagen. Recopile más datos en cada imagen y a velocidades más rápidas.

El AX/AX R tiene un campo de visión diagonal de 25 mm, mucho más grande que otros instrumentos confocales.

Embrión de Danio sp. 2d + 4X*

Cerebro de ratón adulto aclarado adquirido con un objetivo 1x Plan Achro en una adquisición de un solo FOV*

Drosophila sp. El desarrollo de embriones encaja fácilmente dentro del campo de visión utilizando un objetivo 25x SIL 1.1 de alta apertura numérica*

* La captura de esta muestra en un solo campo de visión o con esta resolución no sería posible con otros sistemas confocales comerciales

Observe con mínima perturbación

Las imágenes confocales de barrido son principalmente un difíciles para la viabilidad de la muestra, ya que utilizan iluminación láser enfocada en cada punto de una muestra.

El barrido resonante de alta velocidad del AX R, que reduce el tiempo de iluminación en más de 20 veces comparado con los tiempos de barrido confocal típicos, reduce en gran medida los sesgos causados ​​por la mera adquisición de imágenes. La reducción del tiempo de adquisición también permite obtener imágenes a una velocidad extremadamente alta (hasta 720 fps a 2048 x 16).

El resultado: adquisición de imágenes durante más tiempo y / o imágenes más frecuentes a alta velocidad de muestras vivas, permitiendo no solo la captura de eventos dinámicos, pero también la adquisión de experimentos de lapso de tiempo más largos o tiempos de adquisición significativamente más rápidos en muestras fijas.

Imágenes de proyección de intensidad máxima de la serie Z de lapso de tiempo de un embrión de Drosophila en desarrollo que expresa PLC-PH::GFP (PIP2) adquiridas cada 10 minutos durante 12 horas a 2K x 1K píxeles utilizando un objetivo de inmersión de silicona 25x.
Cortesía del Laboratorio Yang Hong, Departamento de Biología Celular, Universidad de Pittsburgh en colaboración con el Centro de Imágenes Biológicas.

Adquirir más rápidamente

La adquisición de imágenes confocales, notoriamente lentas debido a barrido de puntos para obtener imágenes tridimensionales de alta calidad a alta resolución, se modifican enormemente al adquirir imágenes rápidamente con la capacidad de barrido resonante del AX R.

Utilizando un barrido resonante de 2048 x 2048 píxeles y un campo de visión de 25 mm en un montaje de muestra de intestino grueso, adquiriendo 25 imágenes de alta resolución y fusionándolas en menos de 2 minutos.

Detalle ultrafino

Con un campo de visión entero de 25 mm, hasta 8192 x 8192 píxeles y la capacidad de velocidades de cuadro de supravideo, el AX/AX R permite obtener imágenes espectaculares con alta resolución, tanto con aumentos bajos como altos.

El rango completo desde un organismo entero o sistema biológico, hasta la obtención de imágenes intracelulares, se puede lograr con un solo instrumento.

Músculo de ratón adquirido con un objetivo de inmersión SIL de 25x utilizando barrido resonante de 2048 x 2048 píxeles

Detectores en sintonía con marcadores

Proyección de intensidad máxima de imágenes de pila Z del cerebro de tití adquiridas con un objetivo de inmersión en agua 60x 1,27 NA utilizando un barrido resonante de 2048 x 2048 píxeles y un detector DUX-VB con bandas de emisión definidas por el usuario.

El nuevo detector DUX-VB de AX/AX R ajusta de forma personalizada los anchos de banda de emisión a una biblioteca de marcadores y sondas, y proporciona la libertad de ajustar las bandas de emisión para minimizar la fluorescencia no deseada.

Simplemente seleccione la cantidad de marcadores en su muestra y sus nombres de catálogo. Alternativamente, puede definir los rangos de emisión deseados, o incluso simplemente el color de emisión: el software AX/AX R y NIS-Elements hace el resto, incluida la optimización del espejo dicroico y las opciones de excitación láser más adecuadas para la obtención de imágenes. O bien, adquiera imágenes hiperespectrales en hasta 66 canales de emisión para desmezclar.

Opcionalmente, el detector DUX-ST base del AX/AX R permite hasta 12 bandas emisión distintas, actualizable a 18.

Y todos los sistemas de detectores se pueden personalizar con detectores de GaAsP o PMT multialcalinos de alta sensibilidad y bajo ruido para proporcionar el mejor detector para cada necesidad de sensibilidad y respuesta de longitud de onda, así como para cada presupuesto.

Tecnologías ópticas superiores para servir a todas las aplicaciones confocales

Nikon proporciona una amplia gama de objetivos de alta NA con una calidad óptica incomparable para redefinir los límites de la adquisición de imagenes confocales. Las opciones incluyen objetivos de inmersión en aceite de silicona para la obtención de imágenes de células vivas gruesas, objetivos de gran aumento y bajo campo de visión y objetivos secos fáciles de usar. Las aberraciones cromáticas se corrigen desde el rango ultravioleta hasta el infrarrojo cercano, lo que permite una excelente adquisición de imagenes multicolores.

Proyección de intensidad máxima de imágenes de pila Z, codificadas por colores según la profundidad, del desarrollo vascular en pez cebra embrionario adquirido con un objetivo 10X 0,45 NA Plan Apo Lambda S utilizando barrido resonante de 1024x2048 píxeles. Cortesía de Erika Driekorn y la Dra. Beth Roman, Departamento de Genética Humana, Escuela de Graduados de Salud Pública de la Universidad de Pittsburgh.

Componentes opcionales

Dispensador de inmersión en agua

Un dispensador de agua automático controlado por software permite obtener imágenes de lapso de tiempo a largo plazo utilizando objetivos de inmersión en agua con índice de refracción coincidente en cualquier entorno, incluida la incubación.

Collar de corrección automática

Mueve el collar de corrección del objetivo a la posición óptima para obtener la mejor resolución tanto de forma remota como mediante el control del software. Los collares motorizados permiten a los usuarios ajustar el collar de corrección sin alterar la posición de la muestra, incluso en incubadoras o cámaras ambientales.

Múltiples modalidades

Sistema de iluminación modular Ti2-LAPP

El microscopio Ti2-E admite hasta 5 fuentes de iluminación episcópica, que se pueden utilizar en conjunto con las imágenes confocales AX/AX R: fluorescencia de reflexión interna total (TIRF), dispositivos de estimulación puntual, ráster o de campo, y fuentes de luz de fluorescencia pueden ser todas integradas en la misma base de microscopio y utilizadas en los mismos experimentos.

Fluorescencia de reflexión interna total (TIRF)

El ángulo de incidencia de un láser y la profundidad de penetración correspondiente del campo evanescente se pueden controlar mediante el software NIS-Elements. Cuando se montan varios módulos TIRF, la profundidad de penetración se puede configurar de forma independiente para cada longitud de onda.

Fotoestimulación: barrido de puntos y ráster

La unidad de barrido XY galvano puede estimular el área deseada de una muestra usando escaneo de punto láser. Permite la fotoestimulación y la obtención de imágenes confocales simultáneas.

Fotoestimulación: Dispositivo de microespejos digitales (DMD)

El módulo DMD permite la fotoactivación de patrones especificados por el usuario en lugar de la fotoactivación de un solo punto. Esto permite la estimulación de múltiples puntos y el seguimiento de su comportamiento. El módulo DMD se puede utilizar con iluminación láser o con iluminación LED menos fototóxica.