活體成像的重大需求
 

　　生命科學(xué)是研究生命現(xiàn)象與活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。細(xì)胞在生物體內(nèi)不是孤立存在，開展活細(xì)胞、細(xì)胞群、活體研究才能更好揭示生命體本質(zhì)！但是，活體天然是三維的，同時(shí)存在光學(xué)像差或散射、運(yùn)動(dòng)模糊、一些生命現(xiàn)象也十分迅速，這就對(duì)成像工具提出了很高的性能要求。為了更清晰地大范圍觀測(cè)到這些亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)過程，比如細(xì)胞器間的相互作用、胚胎發(fā)育過程、神經(jīng)響應(yīng)等等，能夠高速獲取大范圍的三維熒光信號(hào)。現(xiàn)有市面上的熒光顯微鏡很難同時(shí)滿足這些多維度、多尺度的觀測(cè)需求。
 

　　掃描光場(chǎng)顯微鏡SLiM1000
 

　　掃描光場(chǎng)顯微鏡SLiM1000，采用光場(chǎng)體成像（Volumetric imaging）方法，運(yùn)用*孔徑合成、自適應(yīng)像差校正等關(guān)鍵技術(shù)，突破傳統(tǒng)成像技術(shù)的性能瓶頸，支持在寬視場(chǎng)亞細(xì)胞分辨率場(chǎng)景下的高速、高信噪比三維熒光活體成像。即使在超大體積多細(xì)胞的復(fù)雜環(huán)境中，SLiM1000也可實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)的近衍射極限分辨率的三維熒光成像。相比市面上激光共聚焦產(chǎn)品，SLiM1000在維持同等的空間分辨率前提下，可將穿透深度提升2倍、三維成像速度提升2個(gè)數(shù)量級(jí)、數(shù)據(jù)通量提升3個(gè)數(shù)量級(jí)。SLiM1000是神經(jīng)科學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳與發(fā)育生物學(xué)、腫瘤科學(xué)、藥物研發(fā)、再生醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域*的研究利器。
 

▲掃描光場(chǎng)顯微鏡SLiM1000
 

　　產(chǎn)品特點(diǎn)
 

　　01 很強(qiáng)觀測(cè)適用性，輕松滿足各式各樣的觀測(cè)需求
 

　　無論樣品是干細(xì)胞、細(xì)胞團(tuán)還是體外類器官，無論是活細(xì)胞、線蟲、斑馬魚還是小鼠、大鼠，無論是蓋玻片、多孔板還是細(xì)胞培養(yǎng)箱，無論是2D還是3D拍攝，無論是快速拍攝還是長(zhǎng)時(shí)程拍攝，SLiM1000都能滿足您多元化的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)需求。
 

　　02 超大三維視場(chǎng)，有效掌控全局范圍的關(guān)鍵信息
 

　　在真實(shí)細(xì)胞環(huán)境中，細(xì)胞、細(xì)胞器都是立體的，其活動(dòng)范圍也是立體的。對(duì)于研究細(xì)胞相互作用、鈣信號(hào)傳導(dǎo)、腦成像、胚胎發(fā)育等大樣本實(shí)驗(yàn)，一次性超大視場(chǎng)三維成像，可以幫助研究人員獲得更多的全局信息。SLiM1000單次成像3D范圍約為共聚焦的30倍，樣本組織的穿透深度約為共聚焦的2倍。
 

　　03 超清三維成像，在體看清亞細(xì)胞級(jí)細(xì)微結(jié)構(gòu)
 

　　SLiM1000可以實(shí)現(xiàn)衍射極限分辨率的3D成像效果，并具備自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)，在體環(huán)境下圖像清晰度遠(yuǎn)超普通寬場(chǎng)熒光顯微鏡與共聚焦顯微鏡！加入結(jié)構(gòu)光照(SIM)技術(shù)后，可實(shí)現(xiàn)120nm左右的超分辨效果。輕而一舉觀察細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)與反應(yīng)，即使較厚的細(xì)胞團(tuán)內(nèi)亦可絲毫必現(xiàn)。
 

　　04 超快三維成像，以生命活動(dòng)的速度成像
 

　　細(xì)胞內(nèi)/細(xì)胞間生命反應(yīng)是一個(gè)迅速的動(dòng)態(tài)過程，這需要與之匹配的高速成像工具。SLiM1000支持高達(dá)每秒90幀的亞細(xì)胞分辨率的三維穩(wěn)定成像，即大約10ms一個(gè)大視場(chǎng)三維體。注意，這里是一次性3D體成像速度，而非共聚焦2D成像速度(因?yàn)楣簿劢苟啻螌訏吆筮€要再3D重建)，因此，SLiM1000三維成像速度約為點(diǎn)掃描共聚焦的千倍以上，轉(zhuǎn)盤共聚焦的百倍以上，讓您體驗(yàn)高靈敏度和速度結(jié)合帶來的強(qiáng)大實(shí)力。
 

　　05 超大數(shù)據(jù)通量，單相機(jī)每秒獲取超過50億體素信息
 

　　采集速度、視場(chǎng)范圍和分辨率共同決定數(shù)據(jù)通量。大數(shù)據(jù)通量意味著這幾個(gè)維度指標(biāo)的綜合良好，無需以犧牲某個(gè)維度的指標(biāo)而換取另一個(gè)維度指標(biāo)的提升。研究人員可以以更少時(shí)間獲得更多的準(zhǔn)確可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，更有效地進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、研究發(fā)現(xiàn)。該指標(biāo)相比Sciences 2018上發(fā)布的較先進(jìn)顯微技術(shù)，將活體多細(xì)胞環(huán)境下三維熒光成像的時(shí)空分辨率提升了2個(gè)數(shù)量級(jí)，相比于市面?zhèn)鹘y(tǒng)商業(yè)顯微鏡更是提升了4個(gè)數(shù)量級(jí)。
 

　　06 高成像信噪比，不再被模糊的熒光成像所困擾
 

　　SLiM1000采取自適應(yīng)像差矯正、大NA物鏡支持斜向照明等方式，提升系統(tǒng)信噪比，這對(duì)熒光成像的應(yīng)用有效，可以大幅提升成像質(zhì)量與對(duì)比度，能夠用10倍更少的光子數(shù)達(dá)到更好的信噪比。
 

　　07 超低光漂白與光毒性，讓細(xì)胞處于近乎無擾的生理狀態(tài)
 

　　對(duì)于細(xì)胞體外3D培養(yǎng)，觀察更接近真實(shí)生理狀態(tài)下的細(xì)胞是獲得有意義結(jié)果的前提。SLiM1000無需復(fù)雜的方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化，通過一次三維激發(fā)、全部三維采集的方式可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)低于共聚焦成像的光漂白與光毒性，并優(yōu)于普通光片顯微成像。
 

　　08 超靈活采集配置，讓研究人員隨心所欲的設(shè)置成像條件
 

　　除了支持四通道成像提供活細(xì)胞生長(zhǎng)所需條件和滿足多通道激發(fā)、高靈敏度成像的要求之外，還允許用戶自定義一系列采集參數(shù)，并實(shí)現(xiàn)特殊采集方式，包括延時(shí)拍攝，快速多色拍攝，軸向掃描拍攝等。
 

　　09 超豐富軟件功能，令人愛不釋手的炫酷新特性
 

　　除了基本的光場(chǎng)數(shù)據(jù)三維重建之外，還提供高速三維細(xì)胞分割、長(zhǎng)時(shí)程大視野細(xì)胞追蹤、在體大范圍毫秒級(jí)三維追蹤、快速運(yùn)動(dòng)去模糊、大范圍神經(jīng)信號(hào)分解與相關(guān)性分析等功能特性。重要的是，公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)還在不斷地跟進(jìn)前沿需求，以較快的迭代速度添加新特性。
 

　　10 超便捷擴(kuò)展升級(jí)，滿足未來模塊化升級(jí)的期望
 

　　SLiM1000采用平臺(tái)化設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)潔緊湊、體積小巧、使用方便。在保持平臺(tái)采集端不變的情況下，改變光照系統(tǒng)即可升級(jí)為性能更為強(qiáng)大的顯微系統(tǒng)。比如，引入結(jié)構(gòu)光照明或雙光子照明模塊，即可升級(jí)為超分辨或者雙光子顯微系統(tǒng)。
  

 

 

　　為了展示我們的裝置在活體成像上的性能，我們觀測(cè)了斑馬魚胚胎發(fā)生過程在氣化階段(gastrulation stage)囊泡和膜動(dòng)力學(xué)的體內(nèi)成像。我們可以以10Hz的成像速度清楚的觀察到細(xì)胞的3D遷移過程，我們還捕捉到了絲狀偽足膜(filopodia membrane)的高速移動(dòng)，包括快速的絲狀偽足縮回過程和3D微粒體(migrasome)的運(yùn)動(dòng)。在此高通量的4D數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上，我們可以使用高速3D跟蹤來分析運(yùn)動(dòng)模式。現(xiàn)有市面上的商用顯微鏡還無法做到在如此大的視場(chǎng)下還實(shí)現(xiàn)快速高分辨率的三維成像。
 

　　在體果蠅幼蟲聽覺神經(jīng)響應(yīng)90Hz三維成像
 

　　在體亞細(xì)胞分辨率的3D鈣信號(hào)傳播成像是神經(jīng)科學(xué)的一個(gè)重要應(yīng)用。SLiM1000將多細(xì)胞生物的時(shí)空分辨率提高到一個(gè)新的階段，性能提升了幾個(gè)數(shù)量級(jí)，提供了一種在體研究亞細(xì)胞鈣動(dòng)力學(xué)的方法。我們?cè)谇逍训墓売紫x中通過聲音刺激對(duì)五個(gè)Cho神經(jīng)元(lch5)簇，并進(jìn)行了3D鈣成像。果蠅幼蟲的強(qiáng)像差和快速運(yùn)動(dòng)使其很難以3D的亞細(xì)胞分辨率記錄神經(jīng)活動(dòng)。但是，使用SLiM1000就可以輕松獲得90Hz覆蓋整個(gè)Cho神經(jīng)元的高分辨率3D視頻，并具有足夠的信噪比以進(jìn)行詳細(xì)分析。當(dāng)我們應(yīng)用500 Hz聲音刺激時(shí)，出現(xiàn)了強(qiáng)烈的鈣反應(yīng)，并看到在三維分布的樹突上的鈣傳播過程。可見，使用SLiM1000即可以毫秒級(jí)的時(shí)間分辨率在大視場(chǎng)活體環(huán)境中以其原始狀態(tài)研究越來越多的體內(nèi)亞細(xì)胞動(dòng)力學(xué)。

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