FEMTO3D Atlas - двухфотонный микроскоп с функцией 3D визуализации

Инновации в области двухфотонной микроскопии

FEMTO3D Atlas от Femtonics - двухфотонный лазерный 3D сканирующий микроскоп, построенный на основе акустооптических дефлекторов (AOD), который объединяет в себе высокотехнологичные инженерные решения в области трехмерных измерений. Данный микроскоп выходит за рамки получения изображений с помощью стандартных гальвано- и резонансных сканеров и за счет акусто-оптической технологии, объединяет их потенциал с уникальной функцией быстрой 3D-визуализации, предоставляя ультрасовременное решение для ученых и исследователей. Двухфотонный микроскоп FEMTO3D Atlas позволяет сканировать нейронные, дендритные или другие биологические процессы в 3D, в миллион раз быстрее, чем классические методы сканирования, но с сохранением двухфотонного разрешения.

Модели

• FEMTO3D ATLAS Solo: 1 лазер, только визуализация (без стимуляции), 2-хфотонный настольный микроскоп.
• FEMTO3D ATLAS Dichro: 2 лазера, одновременная визуализация и фотостимуляция, 2-хфотонный настольный микроскоп.
• FEMTO3D ATLAS Dichro Plug & Play: компактные размеры, готов к использованию, система стандарта plug & play, 1 день на установку. Работает только с лазерами 920 нм и 1040 нм (но они встроены в систему).

Области применения

Сканирование нейронных сетей

Нейронные сети, состоящие из тысяч нейронов, распределены в объеме пространства, зачастую по различным корковым слоям мозга. Произвольное трехмерное сканирование, выполняемое по акустооптической технологии, является лучшим выбором для выявления динамики нейронных сетей при обработке информации. Это позволяет регистрировать активность нейронов в клеточных популяциях, состоящих из тысяч клеток, методом in vivo. Трехмерная технология защиты от движения в сочетании с новыми методами сканирования, объединенными в FEMTO3D Atlas, предоставляет гибкое решение для сбора данных с коррекцией движения в больших объемах при высоких скоростях сканирования.

Визуализация дендритов

Трехмерное сканирование точек с произвольным доступом, расширенное за счет смещения фокальной точки по коротким трехмерным траекториям, позволяет получать изображения без прерывания на нескольких дендритных ветвях. Во время смещения процесс анализа непрерывен, поэтому данный режим сканирования дает более детальное пространственное разрешение без изменения общего времени сканирования, которое сопоставимо с тем, что и при обычном точечном сканировании. В результате может быть выявлена функция тонких дендритных сегментов или даже дендритных шипиков.

Изучение поведенческих характеристик

Технология коррекции эффектов движения позволяет отслеживать активность клеток, когда животное движется в виртуальной реальности и выполняет задачи. Для сохранения сигналов точки сканирования расширяются до линий смещения, которые точно подогнаны друг к другу, в результате чего элементы поверхности или объема охватывают целевой объект. Эти элементы охватывают не только предварительно выбранные области интереса, но и соседние области, что дает возможность для коррекции движения, сохраняя всю флуоресцентную информацию во время движений и уменьшая артефакты более чем на один порядок в поведении животных.

Оптогенетические измерения

Методы фотостимуляции позволяют селективно и точно активировать клетки, что делает их полезными для различных биологических применений, начиная от исследований синаптической пластичности до экспериментов, изучающих процессы обучения и памяти in vivo. К расширению FEMTO3D Atlas Dichro может быть подключен второй лазер, позволяющий выполнять оптогенетическую стимуляцию или освобождение из клеток с помощью сканирования кальция одновременно даже в разных клеточных популяциях

Особенности и технологии

Особенности

Трехмерная фотостимуляция

При использовании трехмерной произвольной стимуляции в модификации FEMTO3D Atlas Dichro, доступны методы сканирования с гибкими параметрами для фотостимуляции. В зависимости от выбранного режима сканирования пользователи могут стимулировать частично распределенные отдельные клетки или дендритные процессы в большом объеме с высокой точностью. Быстрое переключение между двумя лазерными линиями позволяет регистрировать активность практически одновременно с фотостимуляцией. Использование одной сканирующей головки для визуализации и фотостимуляции делает данную функцию экономически выгодной и простой в настройке.

Трехмерная визуализация

FEMTO3D Atlas может быть объединен с уже существующими вертикальными микроскопами благодаря подстраиваемой станине. Таким образом, микроскоп позволяет расширять существующие системы с возможностью быстрой функциональной трехмерной визуализации. Кроме того, FEMTO3D Atlas может работать и как отдельная система: наша базовая платформа Femtonics 2P была разработана исключительно для FEMTO3D Atlas. Микроскоп имеет встроенный блок стабилизации лазерного луча, который устраняет все виды оптических ошибок, вызванных тепловым дрейфом, движением, износом лазерной системы или любым другим отклонением вблизи акустооптических дефлекторов.

Акусто-оптическая технология

Новейшей особенностью микроскопа FEMTO3D Atlas являются электрически перестраиваемые акустооптические дефлекторы (AOD), которые отвечают за фокусировку по осям X, Y и Z. Эти дефлекторы не содержат сканирующих зеркал или каких-либо других медленно движущихся механических компонентов, поэтому процесс фокусировки рабочего пятна является быстрым, гибким, стабильным и не зависит от расстояния. Такая свобода позиционирования обеспечивает чрезвычайно высокую скорость сканирования – до 30 кГц в любой точке трехмерного пространства в объеме кубического миллиметра под объективом.