許多應用(如光遺傳學、光激活、光刺激等)需要**的空間、時間和光譜控制方面的要 求。例如,對于光遺傳學來說,為了研究神經元以及它們的回路特性,就需要通過**傳輸不 同顏色、高時空分辨率的光,來刺激/抑制所選擇的神經元。除此之外,還可能需要單獨或同時 控制不同位置的神經元活動。Mightex的動態空間照明器(DSI)就是專為這種應用而設計的。
Polygon400 DSI集成了當今*先進的光空間調制器和高功率LED,該LED擁有獨特的集光 率保持技術能傳遞高強度的帶有衍射極限分辨率的照明圖案。還采用了德州儀器公司(Texas Instruments)的DLP光空間調制器來顯示用戶定義的圖案。在Polygon400內部是一個獨特的光學系統,該系統把來自LED光源的光傳遞到DLP平臺然后又通過顯微鏡到達樣本平面。這種系 統化的設計能使得在保持衍射極限圖像性能的前提下達到*大的光強度。
時間性能對許多使用Polygon400的應用來說是一個關鍵因素。在超過4,000 fps的刷新率 和快速切換LED的情況下, Mightex的Polygon400仍能夠以微秒級的精度來傳遞照明圖案。
用 戶 可 以 使用專用軟件來 生成照明圖案, 同時也可以控制 照 明 強 度 和 時間。該軟件也可 以把照明圖案與 顯微鏡上的數碼 相機所拍攝的圖 像進行對準。
MightexPolygon400的設計使之容易能插入到顯微鏡的無限遠路徑。對倒立式顯微鏡來說,*好的插入點是在顯微鏡的后側端口,那里通常是擺放螢光樣品的地方。還需要一個濾光片用以把Polygon400光路折射進顯微鏡。用于螢光觀測用的濾光片能很 好地起到作用。對正立式顯微鏡來說,我們提供一個光束結合器插入到雙筒/三筒鏡的下面。 位于光束結合器中的二向性濾光片或者鏡子把Polygon400光束傳遞到顯微鏡的光路中。
特點
? 可定義圖像定式
? *高達4000 幀/秒
? 416K 像素DLP平臺
? 可選波長范圍寬
? 支持LED或弧光燈
? 有限衍射投射
? 高通量保持擴展性設計
? 用于波長快速切換的外部LED
控制器
? 可光纖或光導輸入
? 直觀的軟件操控照明定式的空
間性、時間性和光譜
應用
? 光生物學
? 螢光成像
? 激光聚焦顯微鏡
選用“I”型Polygon400i時,用戶可以從400nm到700nm的范圍內指定*多三個LED作為內置光源。
“E”型的Polygon400不使用內部LED控制器,用戶可通過外部LED控制器直接控制內部的LED。 內部LED的正負極連到Polygon400后面的多針接頭上。
光導耦合“G”型(Polygon400g)也可以使用外部光源如LED、激光和弧汞燈。光導耦合型沒有內置LED。
Polygon400g接受基本的3mm芯徑、套圈外徑5mm和套圈長度15mm以上的光導。
“F”型Polygon400f與“G”型類似,除了它使用光纖而不是光導作為輸入之外,其它都是一樣的。“F”型有一 個標準的SMA接頭,為大多數激光光源所使用。
外部LED控制器可以提供內部LED控制器不能支持的多種功能。可以有更廣的動態范圍,更高的強度分辨率(>10
位),脈沖模式下更高的峰值電流以及更快的響應時間(<10ns)。 使用外部LED控制器還能單獨控制LED的照明時間而不受控于微鏡陣列。例如,當微鏡處于一個特定的位置時,LED可
以被調制成所需的強度特性。另外,還可以通過Polygon400提供的外部觸發信號,達到LED和微鏡之間的同步要求。
Mightex提供多種LED控制器可用于Polygon400的“E”、“G”和“F”型號。Polygon400的軟件也 包含了同步性能以支持BLS系列LED控制器。對第三方LED控制器而言,可通過觸發信號或Polygon400的SDK來實現同 步功能。
還可以使用其它端口比如顯微鏡上的照相機端口來使用Polygon400照明。如果您有特殊的需求,請發郵件到
amoytech@163.com /alinry_luo@163.com 或致電 。
用戶應用實例
1. 在被感染的海馬神經元上面,用Mightex的Polygon400對紫紅質通道蛋白做光遺傳學刺激。
A)圖中藍線所示為在用Polygon400發出的藍光激活紫紅質通道蛋白時,使用膜片鉗技術記錄所產 生的電流。
B)活動電極(上掃描線)的激活和在電壓鉗狀態下的相關電流(下掃描線)活動電極可由Polygon發出的藍色光激發(0.5ms激發電流,激發光強度60%)
(Courtesy Dr. Hans van Hooft, University of Amsterdam )
2. 使用Mightex的Polygon400于光遺傳學刺激(神經元的)突觸
在一轉基因老鼠的氨基丁酸能神經元的光敏感通道中記錄得到的光誘發的抑制性后突觸電流
(IPSC)。
后突觸細胞是非氨基丁酸能(負光敏感通道)的,藍光刺激氨基丁酸能傳入光敏感通道。
藍線表示藍光照射的時間由Polygon發出的光斑1誘發了IPSC(抑制性后突觸電流),而光斑2沒有產生反應。
(Courtesy Dr. Wataru Inoue, University of Western Ontario, Canada)
3. 蓋玻片上由光調節所產生的對蛋白質之間相互作用的影響
http://www.mightexsystems.com/family_info.php? cPath=287_245_243&categories_id=243
這段視頻顯示了蛋白質之間的相互作用被藍光所抑制的效果。
一部分是通過生物素表面試劑附著在蓋玻片上,而標有“mCherry”的另一部分, 被固定在蓋玻片的暗處。Polygon400的圖案照明導致了標有“mCherry”的蛋白質部分 的可逆轉分解,并且在關閉藍光照射之后的幾分鐘之內又重新結合起來。 Wittmann實驗室正致力于研究開發能用光照控制的細胞粘合表面技術。
(Courtesy Dr. Torsten Wittmann, University of California San Francisco)
4. 用Polygon急劇刺激來自于齒狀回中的轉基因光敏感通道的老鼠海馬切片
**個圖是用一個不斷增大的圓型圖案進行反復刺激并導致不斷增強的 反應,直到一個反應電壓產生為止。
**個圖是從30%到100%增加刺激的強度,并保持圖案尺寸不變。在 這里我們以10Hz100%強度驅動細胞,可以看到在每一次去極后,刺激可以 足夠來驅動激發電極兩次。
(Courtesy Dr. Geoffrey G. Murphy, Molecular & Behavioral Neuroscience Institute, Department of Molecular & Integrative Physiology, University of Michigan. Recordings made by Dr. Shannon Moore.)
5. 使用Polygon400對光敏感通道的光刺激
A)來自YFP光敏感通道老鼠的大腦切片,表明了在錐形神經元的皮層L中的 反應。
B)由填滿Alexa594的來自軀體感覺皮質的L5錐狀神經元允許產生神經元隔 間的視覺,而不用刺激光敏通道。 藍點顯示了在照明區域(藍LED470nm)的**樹突。標記區域的擴大表 示刺激了精致的樹突。
C)來自體細胞的電生理電流記錄(膜片鉗),與由藍光刺激的光敏感通道 一致。掃描線下面的數字與B中顯示的刺激點數字相關。
6. 用Polygon400在海馬神經元的光敏通道中的光映射去極化處理
利用CamKII-ChR2-GFP慢性病毒轉變成E18斯普拉格-杜勒鼠神經 元。軀體行為經由全細胞膜片鉗技術記錄。每個區域由Polygon400以 100%功率和20ms曝光時間照射。洋紅圖案的強度代表用Polygon400的470nm刺激之前的即時靜態電位的去極處理。在這幅圖中,綠色代表 GFP信號的強度,黑色表示由膜片吸管回填的AlexaFluor594熒光強度。
(Courtesy Dr. Jacob T. Robinson, Departments of ECE and BioE, Rice Univer- sity, Houston, Texas. Data collected and prepared by Dan Murphy, Joel Dapello and
Ben Avants.)
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