株式会社ニコン ヘルスケア事業部 顕微鏡ソリューション | Japan
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高速多光子共焦点レーザー顕微鏡システム

生体の驚異的な深部の動態を鮮明に可視化!

多光子共焦点レーザー顕微鏡システムA1 MP/A1R MPは、生体深部の動態や構造を高速かつクリアな画像として取得できます。
観察する試料に合わせて、正立顕微鏡、倒立顕微鏡用どちらでもシステム化できる、脳神経研究や in vivo イメージングに有効なレーザー顕微鏡システムです。

ダウンロード 高速多光子共焦点レーザー顕微鏡システム (8.49MB)


特長・機能

超高感度GaAsP NDDによる in vivo 深部イメージング

マルチアルカリPMTに比べ高感度でS/Nの高いGaAsP PMTを搭載したGaAsP NDDにより、生体試料のより深い位置からの信号をかつてない鮮明さで取得できます。レーザー強度を抑えた蛍光シグナル取得が可能なため、生体への光毒性を低減できます。S/Nのよい画像が取得できるため、高速で高画質なZスタック画像が得られます。
また、A1 MP +/A1R MP +は、1080nmに加えて1300nmにも対応。長波長対応により1.4mmもの深部観察が可能です。
NDD(高効率近接ディテクター)は、できるだけ標本の近くに配置することで、生体深部からの散乱光も確実に取得して明るい画像を生成します。正立型顕微鏡Ni-E, FN1では、GaAsP NDD のEPIユニットとDIAユニットを組み合わせて使用することにより、落射蛍光シグナルだけでなく、透過した蛍光シグナルも検出し、S/Nのよい明るい画像を取得できます。

4ch GaAsP NDD EPIユニット

4ch GaAsP NDD DIAユニット


1300nm対応GaAsP NDDを使用したマウス脳 in vivo 深部イメージング

麻酔下のYFP-Hマウス(4週齢)をオープンスカル法で in vivo観察しました。第V層の錐体細胞全体と海馬ニューロンの深部を可視化し、1.4mmまでの深さの海馬錐体細胞の樹状突起の3次元イメージングに成功しました。

ディテクター:1300nm対応GaAsP NDDユニット
励起波長:1040nm
対物レンズ:CFI75アポクロマート25XC W 1300 (NA 1.10, WD2.0)
撮影ご協力:北海道大学電子科学研究所 光細胞生理研究分野 川上良介先生、日比輝正先生、根本知己先生


2波長IRレーザー同時励起によるイメージング

A1 MP +/A1R MP +は、2波長IRレーザー同時励起イメージングが可能です。2波長同時出力を持つフェムト秒IRパルスレーザー(700-1300nm可変のメイン出力と1040nm固定のサブ出力)を組み合わせることにより、2つのプローブを同時に励起して画像取得できます。

ゼブラフィッシュの2波長同時励起イメージング

受精後1日目のゼブラフィッシュ・トランスジェニック系統Tg [h2afv:GFP; EF1α: mCherry-zGem]を用いた3Dイメージング。メラニン合成を抑制するフェニルチオ尿素(PTU)下で飼育したゼブラフィッシュの体全体に、透明化剤LUCID-Aを用いて処理を施した。この系統では増殖細胞をmCherry(赤色)で、クロマチンをGFP(緑色)で可視化 している。
励起波長:900nm、1040nm
対物レンズ:CFI75アポクロマート25XC W 1300 (NA 1.10, WD2.0)
撮影ご協力:沖縄科学技術大学院大学 神経発生ユニット 望月俊昭先生、政井一郎先生


受精後34時間のゼブラフィッシュ・トランスジェニック系統Tg[h2afv:GFP; EF1α: mCherry-CAAX]を用いて体幹を横から見た像。
メラニン合成を抑制するフェニルチオ尿素(PTU)下で飼育したゼブラフィッシュの体全体に透明化剤LUCID-Aを用いて処理を施した。この系統では細胞膜をmCherry(紫色)で、クロマチンをGFP(緑色)で可視化している。SHG(青色)は筋線維を示す。
励起波長:900nm (SHG、GFP)、1040nm (mCherry)
対物レンズ:CFI75アポクロマート25XC W 1300 (NA 1.10, WD2.0)
撮影ご協力:沖縄科学技術大学院大学 神経発生ユニット 望月俊昭先生、政井一郎先生


高速&高画質イメージングを可能にする2種類のスキャナー

A1R MP は高解像度イメージングを可能にする制御ガルバノスキャナーに加えて、超高速のレゾナントスキャナーを搭載したハイブリッドスキャンヘッドです。制御ガルバノスキャナーで光刺激しながら、高速レゾナントスキャナーで画像を同時取得でき、細胞内動態の解明に役立ちます。A1 MP は高解像度の制御ガルバノスキャナーを搭載しています。
A1 MP とA1R MP は1080nmに加えて、より深部観察が可能な1300nmにも対応しています。


in vivo で威力を発揮する超高速・高精細レゾナントスキャナー

  • A1R MP

最速720fpsで動態を取得

1D scanning15,600 lps
2D scanning720 fps (512 x 16 pixels)
Full frame scanning60 fps (256 x 256 pixels)
30 fps (512 x 512 pixels)
15 fps (1024 x 1024 pixels)

A1R MP +のレゾナントスキャナーは、7.8kHzの高い共振周波数を持ち、毎秒720フレーム(512x16画素)の超高速画像取得が可能です。ニコン独自の光学ピクセルクロック生成方式により、高速でも安定した高精度な画像取得を実現します。 in vivo での生体組織の反応、細胞内の動態や相互作用などの速い変化を逃さず、鮮明に捉えることができます。

A1R MP の超高速レゾナントスキャナーを使用して、生体内で血管内の血球等の動きをフェムト秒IRパルスレーザーで励起し、3種類の蛍光画像を同時に毎秒30フレームで取得しました。
核(青)、血管内皮(緑)、血漿(赤)を異なる3種類の蛍光プローブで染色し、生体親和性の高い波長で同時に励起できることを確認できました。超高速レゾナントスキャナーが多光子による生体分子イメージングに有効であることが示されました。

解像度:512×512画素、画像取得速度:30 fps、使用対物レンズ:60×水浸
撮影ご協力:自治医科大学 分子病態研究部 西村 智 先生


透明化 したH-lineマウスの2mm厚脳切片:広視野観察~脳内微細構造の詳細観察( RapiClear1.52, SunJin Lab)
撮影ご協力:北海道大学電子科学研究所 光細胞生理研究分野 川上良介先生、大友康平先生、根本知己先生


麻酔下のマウスの膵臓外分泌腺房におけるCa2+波動とコラーゲン線維のin vivo 2光子・SHGイメージング。アゴニスト刺激による膵臓外分泌腺房細胞のCa2+濃度上昇を広視野かつ高精細に可視化することに成功した。シアン:SHG信号、緑:GCaMP7
サンプル:GLT1-GCaMP7マウス (G7NG817)
使用顕微鏡:A1R MP
対物レンズ:CFI アポクロマート LWD Lambda S 20XC WI
撮影ご協力:北海道大学大学院情報科学研究科 山中祐実先生、北海道大学電子科学研究所 大友康平先生、理化学研究所脳科学総合研究センター 平瀬 肇先生、北海道大学電子科学研究所 根本知己先生


励起波長変更時のビームシフトを自動補正(オートアライメント機構)

A1 MP /A1R MP で使用している多光子励起用パルスレーザーは波長が可変なので、様々な蛍光標識に対応可能です。従来は、波長を変更した場合に生じるレーザービームのシフトを補正することが非常に困難でした。A1 MP /A1R MP では、入射光学系ユニットに内蔵したオートアライメント機構により、レーザービームのシフトを補正し、励起効率を最適化します。(800nm-1300nmでオートアライメント機能を使用可能)


統合された収集および分析ソフトウェアプラットフォーム

ニコンの統合ソフトウェアプラットフォームであるNIS-Elementsは、多光子イメージングの直感的なワークフローを提供します。JOBSやイルミネーションシーケンスなどのグラフィカルプログラミングツールと組み合わせることで、あらゆるレベルのアプリケーションニーズに対して、包括的な運用環境を完全にカスタマイズすることができます。