韩国LCI推出全新QUADSCAN共聚焦显微镜用于活细胞成像

韩国LCI推出全新QUADSCAN共聚焦显微镜用于活细胞成像

QuadScan是一个高级共聚焦成像系统，将高速共聚焦单元，电动显微镜和功能强大的软件集成到一个简化的平台中。

无论是用于活细胞实时成像，延时实验还是高分辨率荧光分析，QUADSCAN通过先进的成像技术可提供可靠，准确的生物学结果，从而支持高质量的实验分析。

一体化结构模块
QUADSCAN 具有独特的子单元结构，每个子单元都包含实现每种荧光波段激发和检测所需的所有必要组件。
QUADSCAN 支持单通道观察，也支持多达四个多通道（405 nm、488 nm、561nm和 638 nm）的同时激发和观察。

基于MEMS微镜的高速扫描技术

我们采用自主研发的29kHz谐振式高速MEMS*微镜作为光点扫描装置。该MEMS微镜可实现最高76帧/秒的高速扫描，适用于钙离子动态变化等高速生命现象的观测。

这种高速谐振扫描系统能显著缩短激光照射时间，从而实现低光毒性、低光漂白效应，并能高效观测活细胞及固定样本。

高速扫描技术可在样本搜索和聚焦过程中实现高分辨率舒适观测，同时将显示延迟降至最低。

MEMS =微电力系统

   

 

传统共聚焦光学系统

QUADSCAN的设计遵循具有悠久历史的传统共聚焦光学原理，该技术采用点扫描装置和针孔结构来获取光学切片图像。

在成像厚荧光样本时，仅物镜焦平面发射的荧光能够通过针孔到达探测器，而来自焦平面以外区域的荧光则被阻挡。这种设计可检测到定量、可重复且可靠的信号，并能获取高对比度图像，无需借助反卷积等图像处理技术。

 

样本：小鼠肾脏切片
QUADSCAN仅检测物镜焦平面内的荧光信号，因此可获取高对比度的光学切片图像。

 

技术特点

实现无串色干扰的同步多色共聚焦成像

传统同步多色观测方式

荧光染料会发射宽波长范围的荧光信号。当使用多种荧光染料时，其荧光分布通常会发生重叠。若同时对多种染料进行激发，相邻检测通道会因发射光谱的重叠而产生荧光成像伪影——即"串色现象"。

这种问题无法通过单纯使用二向色镜或带通滤光片进行波长选择来避免，长期以来一直是成像领域的难题。

创新方法

无串色的同步多色观测技术

由于QUADSCAN采用子单元结构设计，我们能够独立设计每个子单元的光路。这种设计将相邻子单元间的串色干扰降至最低，从而实现了高检测效率的同步多色观测。

       

          同时多色激发不会导致DAPI荧光信号渗漏至EGFP检测通道，且每种荧光染料图像均能被精准采集。（图像以伪彩色显示。）

 

成像示例

活细胞四色成像

采用不同染料和通道对细胞核、线粒体、细胞膜及肌动蛋白丝进行共聚焦成像。各细胞结构清晰可辨。四通道同步成像无丢帧现象。

样本：H9c2细胞系 / 物镜倍率：60倍 / 扫描线数量：96条； 激光波长：405nm、488nm、561nm、638nm

 

 

小鼠脑部Z轴切片成像

这些光学切片图像显示，在小鼠脑部厚切片中，细胞与神经元的三维结构呈锥体形态。

样本及图像由科隆大学CECAD成像中心的Christian Jüngst博士与Astrid Schauss博士提供

 样本：转基因小鼠脑部固定样本（Thy1-eYFP） 物镜：20倍（数值孔径：0.40） 激光波长：488nm

 

QUADSCAN共聚焦系统应用示例

• 活细胞成像
• 高速钙离子（Ca²⁺）成像
• 膜电位染料成像
• 延时成像
• 三维/四维成像

 

4D成像

样本：COS-7细胞系
染料：Hoechst（蓝色）、Mito Tracker-488（绿色）、Cell Mask深红色（红色）
物镜：60倍（数值孔径NA：0.17）
延时拍摄：每3分钟一帧，总时长12分钟
三维尺度：60×60×8微米（Z轴步进间隔：1微米）

细胞与组织图像

组织多色成像

Sample: Various tissue slices (500 μm ~ 1 mm thickness) processed with optical clearing
Tissue Clearing Method: SCARF-based tissue clearing (crayon technologies )
Lens: 10x (NA: 0.4) / 3D scale: 550 x 630 x (400~850) μm (Z section: 3 μm )

 

 

QuadVue

采集系统

为加速三维图像采集而生

QuadVue采集系统专为高速三维图像采集而设计。该系统提供灵活的采集接口，可兼容各类显微镜、相机及相关硬件设备，让您无需妥协即可为应用场景选择最合适的硬件配置。通过清晰易用的采集对话框，可快速构建从简单二维图像采集到多通道四维实验的采集方案，满足各类成像实验的灵活协议设计需求。

让实验方案适配生物学研究：QuadVue采集系统支持多种硬件配置，在完成首项设置后，您无需掌握复杂的宏编程技能，即可构建复杂多样的采集与分析协议。

 

可视化

三维与四维数据集的高分辨率渲染

QuadVue可视化系统提供多种交互式渲染器选项，支持您以三维对象形式查看并交互操作图像，无论是荧光模式还是等值面模式，均可根据需求选择最佳数据展示方式。此外，该系统还配备光线追踪渲染器——一种非交互式渲染工具，可生成具有用户自定义选项（如光照位置、阴影效果及背景选择）的超高画质图像。虽然其计算强度高于交互式渲染模式，但最终成像效果极为惊艳。当需要出版级图像质量时，此技术堪称理想之选。

 

图像复原

四维体积反卷积

QuadVue图像复原技术提供多种经验证的复原算法，可快速便捷地提升三维数据集的质量与分辨率。应用于标准宽场荧光显微镜图像时，能生成媲美共聚焦显微镜的高质量数据。对于共聚焦、转盘式及多光子显微镜图像，该技术通过消除离焦模糊可进一步揭示更多细节。作为一款核心成像工具，QuadVue图像复原支持从共聚焦显微镜到宽场系统等多种设备的广泛文件格式。

 

定量分析

识别、测量、追踪与解析

QuadVue定量分析系统提供全方位解决方案，支持对二维、三维及四维结构与功能进行综合解析。可执行形态学分析、荧光定位与共定位测量，并研究动态趋势。支持以含测量叠加图、数据表格、统计结果、图表及动态轨迹的形式呈现与发表图像成果。分析应用涵盖光漂白后荧光恢复（FRAP）、荧光共振能量转移（FRET）、共定位分析及比率分析法。