共焦点イメージングの新たな可能性を追求
超解像画像を共焦点顕微鏡で実現する画期的なNSPARCディテクターを新たに開発。2次元に配列された計25個のアレイディテクターを搭載し、これまでのディテクターよりも詳細な空間情報を取得することにより、１スキャンポイントあたりの解像度と感度を飛躍的に向上。
低ノイズと高い空間検出を実現し、イメージングのさらなる可能性を追求します。
特長・機能
超解像3D共焦点イメージング
AX/AX R共焦点スキャナーに装着可能な、Nikon Spatial Array Confocal （NSPARC）ディテクターを新開発。25個のアレイディテクターにより、従来の光学分解能の限界（230nm*）を超えて、従来の共焦点画像よりも優れたXY方向解像度を高S/N比で実現します。
*アッベ回折限界 （0.61λ/NA）で定義される水平方向の光学分解能
この超解像性能はZ方向にも有効なため、脳神経やオルガノイド、臓器チップなどの厚みのあるサンプルの3D観察においても、高解像度の共焦点画像を取得できます。NSPARCディテクターをAX/AX Rと組み合わせることで、サンプルの広範囲の取得から、超解像による詳細な微細構造の取得・測定・解析までが可能になります。
かつてない低ノイズ・高感度イメージング
極めて低いノイズと高い感度を実現し、高速レゾナントスキャナーを使ったイメージングにおいても明るい画像が取得できます。
また、アレイディテクターによりスキャンニングポイントにおける空間情報を取得できるため、解像度と明るさをさらに向上できます。
NSPARCのノイズプロファイル
GaAsPのノイズプロファイル
NSPARCディテクターとGaAsPディテクターによる暗画像（励起光を照射していない状態で取得した画像）のノイズレベルを比較すると、NSPARCで取得した画像のほうが、GaAsPやPMTディテクターに比べて、輝度バラツキが小さいことが分かります。
NSPARCディテクター
従来のディテクター
NSPARCディテクターは極めて低ノイズであることに加え、スキャンポイントごとの空間情報を取得できるため、一般的なGaAsPやPMTディテクターよりも高S/Nかつシャープな画像が取得できます。
高感度ライブセルイメージング
高感度NSPARCディテクターを、ピクセル滞留時間が非常に短く生細胞に優しいAX Rレゾナントスキャナーと組み合わせることにより、長時間のライブセルアッセイにおいて、光毒性を抑えつつ、分解能と明るさが両立した画像を取得できます。
ミトコンドリアの動態の生細胞タイムラプス画像を、CFIプランアポクロマートLambda 100X対物レンズを使用し、AX Rレゾナントスキャナーで取得。（広視野タイムラプス画像の１領域を拡大し、10フレームごとの高速タイムラプスを表示）
高速イメージングの感度を向上
NSPARCディテクターは単一光子を検出でき、低ノイズで高感度なイメージングを実現します。このため、ピクセル滞留時間が200ナノ秒と短くビデオレートの速度での画像取得が可能な、AX Rレゾナントスキャナーでの高速イメージングに最適です。より詳細な情報を画像から抽出し、解析や演算処理に活用できます。
ゼブラフィッシュ血管のビデオレートでのタイムラプス画像を、NSPARCディテクターと従来のディテクターを使用してAX Rで取得し、感度を比較。血管内皮を経時的に可視化するため、血管を横断してキモグラフ(黄色の線)を作成した。アレイディテクターによる高解像度と高S/N比により、NSPARCディテクターのキモグラフは、内皮層の拍動の経時変化をより明確に示している。
NSPARCの空間アレイディテクター技術
NSPARCは、シングルピクセルフォトンカウンター（SPPC）と呼ばれるフォトンカウンティング素子が２次元に計25個配列された、特徴的な検出器であるSPPCアレイディテクターを搭載しています。従来のPMTディテクターはスキャンして得られた各ポイントの輝度値の情報のみを取得するのに対し、SPPCアレイディテクターを用いることで、各ポイントにおいて２次元に広がる空間的な情報を取得できます。
内部のズーム光学系を制御することで、さまざまな対物レンズに対して、アレイディテクターに投影する蛍光のスポットサイズを１エアリーユニットに調整できます。これにより、2次元に配列されたそれぞれのSPPCが、0.2エアリーユニット相当の情報を取得することが可能となり、1エアリーユニットの情報で取得した従来の共焦点画像よりも、空間分解能の高い画像を再構築できます。
NSPARC
蛍光がSPPCアレイディテクタ―に、1エアリーユニット径のスポットサイズで内接するように投影されます。
SPPCアレイディテクターでは、各SPPCを0.2エアリーユニット径のピンホールと見なすことができるため、空間分解能の高い画像を再構築できます。
AX/AX R
蛍光はサイズが可変のピンホール（通常は１エアリーユニット）を通ります。
従来のPMTディテクターでは、各スキャンポイントのデータには1つの輝度値のみが含まれ、空間情報は含まれません。
広い領域を高速取得
NSPARCディテクターとAX Rレゾナントスキャナーの組み合わせにより、2048×2048画素の広視野超解像画像を高速（ガルバノスキャナー比で約6倍*高速）で取得できます。広い領域にわたる微細な構造の高速変化を捉えることが可能です。
*CFI プランアポクロマート Lambda D 60X Oil対物レンズで2.5Xズームを使用した場合
ピクセルサイズが同一の場合、2K×2K画素の画像は、1K×1K画素の画像よりも4倍広い領域が取得できます。
Thy1-EGFP mouse neuron（透明化処理）
サンプルご提供：Lin Daniel, PhD. SunJin Lab Co.
1K 画素（ズーム：2.5X）
2K 画素（ズーム：2.5X）
画像取得領域が同一の場合、2K×2K画素の画像は、1K×1K画素の画像よりも高い解像度が得られます。
カタログ
共焦点・多光子励起顕微鏡
- AX / AX R with NSPARC
- AX R MP with NSPARC
