SUPERNOVA-3000 微型化三光子顯微鏡 自由行為動物 深腦成像
- 公司名稱 北京超維景生物科技有限公司
- 品牌
- 型號 SUPERNOVA-3000
- 產(chǎn)地 北京
- 廠商性質(zhì) 生產(chǎn)廠家
- 更新時間 2024/6/25 15:43:35
- 訪問次數(shù) 99
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一體式微型化雙光子顯微成像系統(tǒng) SUPERNOVA-100，平臺型微型化雙光子顯微成像系統(tǒng) SUPERNOVA-600，微型化三光子顯微成像系統(tǒng) SUPERNOVA-3000
| 產(chǎn)地類別 | 國產(chǎn) | 應(yīng)用領(lǐng)域 | 醫(yī)療衛(wèi)生,生物產(chǎn)業(yè),制藥 |
|---|---|---|---|
| NA | 0.55（激發(fā)）；0.65（收集） | 浸沒液體 | 水/硅油 |
| 成像視野 | 400x400?μm2 | 工作距離 | 1.75?mm |
| 直徑 | 3.4?mm | 采集波長范圍 | 300-720?nm |
| 采樣率 | ≥?120?MS/s | 模擬輸入分辨率 | ≥?14?bit |
| 模擬信號帶寬 | 60?MHz | 微型化變焦模塊 | 150?μm |
產(chǎn)品簡介
微型化三光子顯微鏡SUPERNOVA-3000搭配新穎的光學構(gòu)型設(shè)計的微型化三光子探頭，有效增加散射熒光的收集效率,達到臺式三光子成像深度的極限，并且掃描速度快，成像效果清晰。SUPERNOVA-3000的出現(xiàn)，使得神經(jīng)科學的研究人員將可以在保留完整的大腦皮層結(jié)構(gòu)投影的前提下，對例如涉及海馬或紋狀體結(jié)構(gòu)等，大腦皮層及皮層下方腦區(qū)之間的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行深入研究。
產(chǎn)品特點
Go Deeper / 更深
利用五階非線性效應(yīng)以及穿透力更強的激發(fā)熒光（1300 nm），一舉突破此前微型化多光子顯微鏡的成像深度極限。
顯微鏡激發(fā)光路可以穿透整個小鼠大腦皮層和胼胝體，實現(xiàn)對小鼠海馬CA1亞區(qū)形態(tài)及功能的直接觀測記錄。神經(jīng)元鈣信號成像深度可達1.2 mm，血管成像深度可達1.4 mm。
More Freedom / “戴”著跑的顯微鏡
? 2.2g新型微型化探頭
微型化探頭通過新型內(nèi)嵌阿貝聚光鏡復合式光學構(gòu)型，體積僅2 × 1.6 × 0.9 cm3，實現(xiàn)飛秒激光脈沖無畸變傳輸、高質(zhì)量激光匯聚、高效率熒光收集和激發(fā)。開創(chuàng)性的將三光子光學組件高度集成在一個微型化探頭內(nèi)。同時外殼使用超輕金屬，重量僅2.2g，既輕盈又堅固，搭配電動變焦模塊、定制光纖、光屏蔽GaAsP PMT，保證了對自由運動小鼠深腦神經(jīng)活動的高穩(wěn)定性、高分辨成像。
圖5. 微型化三光子探頭
? 激光傳導光纖--空芯光子帶隙光纖
SUPERNOVA-3000系列光纖均具有準單模傳輸、低損耗、低非線性、低色散、高激光器損傷閾值的特點。高效率傳輸1300 nm飛秒脈沖激光，將空間光路轉(zhuǎn)變?yōu)楣饫w傳輸，強抗彎折性能，使自由運動下觀察成為可能。
Less Damage / 安全高效，輕松上手
? 非侵入式手術(shù)
深腦成像避免使用GRIN Lens，對小鼠大腦損傷更小，避免影響小鼠正常神經(jīng)生理狀態(tài)
無GRIN Lens，成本更低
手術(shù)便捷，成功率更高
? 超低光毒性
散射熒光增強收集系統(tǒng)—深腦超低功率成像
SUPERNOVA-3000創(chuàng)新的使用微型阿貝聚光鏡與無限遠物鏡密接提高散射光的收集效率；李斯特微型管鏡復用簡化結(jié)構(gòu)，優(yōu)化光路設(shè)計，提高熒光收集效率的同時，保證了大視場分辨率?？傮w上，散射熒光增強收集構(gòu)型使微型化顯微鏡的散射熒光收集效率實現(xiàn)了成倍的提升，實現(xiàn)了在超低成像功率下對自由運動小鼠大腦深部腦區(qū)神經(jīng)元活動進行實時監(jiān)測。
圖8. 散射熒光增強收集構(gòu)型
基于散射熒光增強收集構(gòu)型，實現(xiàn)全皮層鈣信號成像僅需幾個毫瓦，海馬鈣信號成像僅需要幾十毫瓦，大大低于組織損傷的安全閾值。因此，SUPERNOVA-3000可以長時間、不間斷連續(xù)觀測神經(jīng)元功能活動，且不產(chǎn)生明顯的光漂白與光損傷。
圖9. AAV-hSyn-GCaMP6s病毒注射小鼠大腦不同深度腦區(qū)超低功率鈣成像
應(yīng)用
動物自由運動成像
? 行為學實驗下的小鼠頂葉后皮質(zhì) L6（PPC L6）的神經(jīng)元鈣活動（成像深度650 μm）
微型化三光子顯微鏡可以搭配不同行為學實驗的深部腦區(qū)進行單細胞級的穩(wěn)定高時空分辨率成像，滿足實時監(jiān)測單個神經(jīng)元的活動，結(jié)構(gòu)變化以及不同功能神經(jīng)元分類等實驗需求。
圖10. 行為學實驗下小鼠大腦PPC L6的神經(jīng)元活動
? 自由運動小鼠大腦海馬CA1亞區(qū)的神經(jīng)元鈣活動（成像深度1.2 mm）
安全激光功率下通過非侵入式手術(shù)對背側(cè)海馬CA1（深度達1.2 mm）的鈣活動進行成像，監(jiān)測神經(jīng)元的鈣活動軌跡，并與小鼠行為視頻進行同步。
圖11. 自由運動小鼠大腦海馬CA1亞區(qū)的神經(jīng)元活動
? 長時程監(jiān)測自由運動小鼠大腦海馬CA1亞區(qū)的神經(jīng)元鈣活動（成像深度978 μm）
在8.35 Hz的成像速率下，進行100分鐘不間斷連續(xù)監(jiān)測采集自由運動小鼠大腦海馬CA1亞區(qū)神經(jīng)元活動，鈣信號瞬態(tài)特征無明顯變化（平均振幅，衰減時間常數(shù)，SNR）。
圖12. 100分鐘不間斷采集自由運動小鼠大腦海馬CA1亞區(qū)神經(jīng)元活動
小鼠大腦組織3D重構(gòu)
技術(shù)參數(shù)
【參考文獻】
[1] N. G. Horton, K. Wang, D. Kobat, C. G. Clark, F. W. Wise, C. B. Schaffer, and C. Xu, Nature Photonics 7, 205- 209 (2013)
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