3D Сканирующий Лазерный микроскоп-спектрометр Confotec® CARS

Свернуть меню
 


 

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

 

 

 

Confotec CARS

Преимущества CARS метода

  • высокая чувствительность: во время CARS процесса генерируются более сильные и направленные сигналы по сравнению с сигналами в спонтанной Рамановской микроскопии;
  • анти-Стоксов 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 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 для количественных измерений концентрации химической субстанции в образце;
  • минимально инвазивная (бесконтактраная) техника CARS для биологических образцов. Благодаря высокой чувствительности, с помощью CARS метода молекулы в живых клетках можно регистрировать без флуоресцентных меток.

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

 

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

 

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

 

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

 

SOL instruments: спектрометр, рамановский микроскоп, эмиссионный спектрометр. 1 Polisteren balls

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

 

SOL instruments: спектрометр, рамановский микроскоп, эмиссионный спектрометр. 2 structure-of-liquid-crystal

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

 

SOL instruments: спектрометр, рамановский микроскоп, эмиссионный спектрометр. 3 image-growing-cells

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

 

SOL instruments: спектрометр, рамановский микроскоп, эмиссионный спектрометр. 4 selective- imaging

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

SOL instruments: спектрометр, рамановский микроскоп, эмиссионный спектрометр. 5 selective- imaging

3D изображение клетки

Информация предоставлена:
Dr. A. V. Kachynski,
The Institute for Lasers, Photonics,
and Bio-photonics,
State University of New York at Buffalo

 

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

 

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.