基本的荧光显微镜系统-深度脑区

 

• 系统描述

基本荧光显微镜系统主要用于观察自由活动的动物神经回路、脑深部钙成像研究，比如小鼠或大鼠，通过可穿戴的荧光显微镜成像套管长期植入大小鼠的头骨，植入的成像插管采用自动定心闭锁机制很容易的植入到大小鼠身上。其中嵌入式荧光显微镜采用electrically pigtailed 和光纤连接，在可见光谱中，脑组织散射成像限制约150μm，脑表面成像无需插入全玻璃的替续透镜（relay lenses），在比较大的大脑深处，则必须使用中继透镜系统，包含均匀或梯度折射率玻璃棒、透镜和棱镜，使图像聚焦显微镜物镜和有效降低光路然后通过大脑组织。到目前为止我们有S型和L型显微镜，两种型号都有分色光束分离器、M3光纤连接器、CMOS传感器等，每个CMOS序号存储在其电缆，有特定的保护层，校正过滤器可辨认我们的软件包，S型有平行板依赖于模型中的物镜成像插管创建CMOS图像。

• 系统配置
• LED连接 / Ce:YAG 光纤光源；
• 嵌入式荧光显微镜；
• 荧光显微镜驱动器L型；
• 嵌入式成像插管L型；
• 辅助的光纤&电子旋转连接头；
• 荧光显微镜固定器；
• 虚拟显微镜；
• 焦圈调整套；
• 显微镜控制器软件；
• 显微镜成像分析软件；

 

• 产品规格

显微镜主体，插管和连接线除外	2.2 g
尺寸，插管和连接线除外(W x L x H)	8.8 mm x 13.9 mm x 16.6 mm
激发波长（Excitation wavelength）	458/35 nm or 562/40 nm
采集光谱（Collection spectrum）	525/39 nm or 628/40 nm
视野范围（Field of view）	700 µm x 700 µm (630 pixels X 630 pixels)
帧率（Frame rate）	50 fps (根据电脑的配置)
NA物镜（Objective lens NA）	0.5
电脑需求	Intel Core-i7, 8BG RAM, Gigabit Ethernet and Jumbo frame com patible

 

• 系统相关组件
• 嵌入式荧光显微镜 Snap-in Fluorescence Microscope Body

S型和L型荧光显微镜两种型号都有分色光束分离器、M3光纤连接器、CMOS传感器等，每个CMOS序号存储在其电缆，有特定的保护层，校正过滤器可辨认我们的软件包，L型装有 0.5 NA物镜，S型有平行板依赖于模型中的物镜成像插管创建CMOS图像。当用于深部脑成像,荧光显微镜主体使用植入式成像插管,从底部到顶部传输图像，每个显微镜都带有保护帽。
 

1. 荧光显微镜驱动器 （Fluorescence Microscope Driver）

荧光显微镜驱动器允许计算机控制激发LED光源、图像采集和通过高速以太网通信播放单个或多个视频图像，它可以触发或同步外部的记录装置和触发其他设备，这个荧光显微镜驱动器附带有显微镜控制软件。荧光显微镜控制器软件提供接口控制显微镜驱动器，软件确保图像采集和输出16位标记图像文件格式(.tiff)，tiff格式可以容易地与其他所有标准成像软件读取，图像保存是16位像素深度，真正的图像像素深度是10位，所以像素灰度值包含0到1020之间的数。这个分析软件的基本功能是为用户提供便捷，通过嵌入式荧光显微镜采集图像并获取相关的数据，软件以.tiff格式加载图片，然后进行基本的图像处理功能和输出工具以.CVS格式保存荧光数据，这个软件不能代替标准分析工具Matlab、ImageJ或Excel，旨在提供基本的但有用的显微镜图像处理算法。u  单通道LED连接组件（Connectorized Single LED）

• LED模块可接入不同类型的光纤，通过FC接线允许更改或替换的光纤跳线。我们为光纤方法提供了一个可能的耦合效率，非常适合LED与多模光纤的耦合，耦合效率取决于LED发射大小、光纤芯直径和光纤的数值孔径，工厂测试的光耦合是1毫米的塑料光纤和200µm直径和0.53 NA玻璃光纤。

 

1. 嵌入式成像插管 Snap-in Imaging Cannula

普通光纤套管可以发送光但不创建或获取图像，成像套管可以传输图像，但是在高度混浊介质比如脑组织,只有很短的距离，接近大脑表面附近的区域可以使用S型成像插套管，对于更深层次的大脑区域，则需要使用嵌入式L型成像套管通过影像引导梯度折射率棒透镜来查看内部脑组织，从而将脑成像从大脑内部反应到颅骨表面。这些荧光显微镜焦圈是非常重要的选择，不同深度范围的脑组织使用不同长度的调焦圈，而好的聚焦是从每个套管开始通过调整焦圈完成的，套管是可以被重复使用的。
 

1. 调焦圈套件 Focus Adjustment Ring Set

做为观察要点可以在大脑中任何地方，一套调焦圈用于不同的高度调节，通过结合两种梯度折射率棒透镜和4个调焦圈可以覆盖大部分的脑区，外形尺寸上，调焦环的高度分别是2.05毫米，2.77毫米，3.48毫米和4.2毫米。

1. 虚拟显微镜Dummy Microscope

虚拟显微镜是外观相似、廉价的嵌入式荧光显微镜复制品，可以安装在任何嵌入式成像插管，主要用于实验前期固定啮齿动物头部训练用的，从而限度减少在使用真正的荧光显微镜之前的损失，虚拟显微镜有一个M3连接头，可以连接到CM3光纤。

1. 辅助的光纤&电子旋转连接头

在光遗传学（optogenetics）实验中通过结合光刺激和电生理记录，可以观察到相关的电脉冲光刺激。在这个阶段，大多数的研究都集中在结合梳状电极与单一的照明光纤或光纤电极。为了促进这种活体实验，光纤&电子旋转接头比整合的电子旋转接头更紧凑，光纤通过电子转接头的ZX孔穿过，与FC连接器两端连接进行光通信，光滑有效，这个转接头主要适用于小鼠。


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