Confotec CARS - ЭМТИОН
Confotec CARS

SOL Instruments

CARS, Рамановский / люминесцентный сканирующий конфокальный микроскоп

Описание Confotec CARS

Confotec CARS – это многофункциональный многоканальный 3D сканирующий лазерный микроскоп-спектрометр. Confotec CARS предназначен для одновременного и многофункционального анализа: построения высококонтрастных изображений с помощью CARS сигнала; конфокальных Рамановских изображений; конфокальных флуоресцентных изображений; конфокальных изображений в отраженном лазерном излучении и т.д.

 

 

Микроскоп Confotec® CARS объединяет в единой системе:

 

  • ARS сканирующий микроскоп
  • Рамановский/люминесцентный сканирующий конфокальный микроскоп
  • Традиционный сканирующий конфокальный лазерный микроскоп

 

Справа – Мультимодальное CARS/TPEF изображение растущих клеток рака HeLa: DNA/RNA/Proteins/Lipids цветное представление

Слева – 3D CARS изображение структуры жидкого кристалла 8CB на резонансной частоте 2236 cм-1

 

Преимущества CARS метода:

 

  • Высокая чувствительность: во время CARS процесса генерируются более сильные и направленные сигналы по сравнению с сигналами в спонтанной Рамановской микроскопии.
  • Анти-Стоксовый CARS сигнал имеет частоту, превышающую частоты волн накачки, и детектируется в спектральном диапазоне, свободном от мешающих засветок стоксовой люминесценции.
  • CARS сигнал генерируется только в фокусе, где интенсивность возбуждения является самой высокой. Это позволяет регистрировать изображения с высоким пространственным разрешением без использования конфокальных пинхолов, а также проводить трехмерное 3D сканирование по слоям с минимальным влиянием соседних слоёв на результаты измерений.
  • Спектральное разрешение CARS сигналов определяется только ширинами линий лазеров накачки, что позволяет упростить спектральные измерения, так как регистрация CARS сигналов может производиться без использования спектрального прибора.
  • CARS сигнал пропорционален квадрату концентрации молекул, что позволяет, наряду с селективностью и неинвазивностью метода, использовать CARS метод для количественных измерений концентрации химической субстанции в исследуемом образце.
  • Минимально инвазивная техника для биологических образцов: благодаря высокой чувствительности, с помощью CARS метода молекулы в живых клетках можно регистрировать без флуоресцентных меток.
  • Три вида CARS измерений: F-CARS, Е-CARS и P-CARS

 

 

Ключевые особенности

 

Высокое пространственное разрешение:
CARS XYZ < 0.7 μм
Раман XY < 300 нм
Z < 700 нм
Широкой спектральный диапазон:
CARS 985 – 5000 см-1
Раман 75 – 6000 см-1
Высокое спектральное разрешение:
CARS 7 — 8 см-1
Раман 0.25 см-1

 

 

 

 

Одновременный / многофункциональный анализ:

 

  • Построение высококонтрастных изображений с помощью CARS сигнала (не требуется предварительных добавок в исследуемые образцы).
  • Построение конфокальных Рамановских изображений.
  • Построение конфокальных флуоресцентных изображений, включая двух/мульти-фотонную эмиссию.
  • Построение конфокальных изображений в отраженном лазерном излучении.
  • Построение высококонтрастных изображений в прошедшем лазерном излучении.
  • Визуализация профиля поверхности посредством генерации сигнала второй гармоники.

 

 

Пять независимых скоростных каналов для регистрации до четырёх 2D и 3D изображений одновременно:

 

  • F-CARS: CARS сигнал в попутном (Forward) направлении.
  • E-CARS & Raman: CARS сигнал в обратном (EPI) направлении / Raman сигнал.
  • Reflected: сигнал отражённого лазерного излучения.
  • Transmitted: сигнал прошедшего через образец излучения.
  • Luminescent: люминесцентный сигнал.
  • Поляризационное управление возбуждением и детектированием.
  • Моноблочная лазерная система для возбуждения CARS сигналов.
  • Дополнительный лазер 633 нм для возбуждения стандартной однофотонной флуоресценции и спонтанного Рамановского рассеяния.
  • Полностью автоматизированное управление: переключение режимов измерений путем автоматического переключения необходимых компонентов внутри системы.

 

 

 

Три режима сканирования:

 

  • сканирование лазерного луча по поверхности неподвижного образца с помощью XY сканера;
  • перемещение образца с помощью XY автоматизированного стола относительно неподвижного лазерного луча
  • комбинированный режим для получения панорамных изображений с высокой скоростью и высоким пространственным разрешением: XY сканер + автоматизированный стол

 

 

Высокая точность калибровки по длинам волн: лучше ±0,002нм благодаря использованию встроенной калибровочной лампы в качестве источника реперных линий для автоматической оперативной калибровки монохроматора-спектрографа. Блочная, жесткая, стержневая конструкция обеспечивает высокую временную и температурную стабильность.

 

 

Интуитивно понятное программное обеспечение NanoSP для работы с микроскопом

 

Программный комплекс NanoSP предназначен для получения, обработки и идентификации спектральных данных при работе со сканирующими Рамановскими микроскопами серии Confotec®. NanoSP – это современное программное обеспечение c интуитивно понятным пользовательским интерфейсом, отличающееся простотой в использовании и обеспечивающее:

  • Контроль всех автоматизированных узлов и модулей микроскопов серии Confotec®.
  • Проведение спектральных измерений в выбранном месте образца.
  • Получение одномерных, двухмерных или трехмерных карт образца, используя отраженный лазерный свет или рамановский сигнал.
  • Обработку и анализ полученных экспериментальных данных.

 

 

Применение многофункционального микроскопа-спектрометра Confotec® CARS

 

 

  • Нанобиотехнологии: неинвазивный анализ биологических образцов (клеток и компонент живых клеток) и протекающих в них процессов в реальном времени и с высоким пространственным разрешением.
  • Исследования с применением микро- и нанотехнологий для изучения свойств микро-структур небиологической природы: полупроводники, жидкие кристаллы, полимеры, фармацевтические вещества, микро- и наночастицы.

 

Общие характеристики системы

Пространственное XYZ разрешение CARS сигналов
(объектив 60х NA-1.2, водо-иммерсионный):
< 0.7 μм
Пространственное разрешение Рамановских сигналов
(длина волны лазера 633 нм; объектив 60х NA-1.2, водо-иммерсионный):
XY: < 300 нм
Z:   < 700 нм
Спектральный диапазон регистрации: CARS сигналов:            985 – 5000 см-1
Рамановских сигналов: 75 – 6000 см-1
Спектральное разрешение: CARS сигналов:            7-8 см-1
Рамановских сигналов: 0.25 см-1(решетка 75 штр/мм Эшелле);
0.6 см-1 (решетка 1800 штр/мм)
Диапазон скоростного сканирования (с объективом 60х) XY: 225 х 225 μм
Z:   80 μм
Управление: полная автоматизация

 

Оптический микроскоп

Тип: инвертированный
Модель: Nikon Ti-U
Стол: моторизованный
– диапазон перемещения: 114 х 75 мм
– точность (1мм перемещения): 0.06 μм
– XY воспроизводимость: ± 1 μм
– минимальный шаг перемещения стола: 0.02 μм
Микрообъективы: 60 х NA-1.2 водо-иммерсионный
20 x NA-0.45
Z-сканер:
– тип: пьезосканнер
– диапазон перемещения объектива: 80 μм
– минимальный шаг: 50 нм
– воспроизводимость: < 6 нм
Осветитель для работы в отраженном свете: галогеновая лампа 100 Вт
Осветитель для работы в проходящем свете: светодиодный
Ввод лазерного излучения: трехпозиционная автоматизированная турель
Цифровая видеокамера высокого разрешения:
– тип: цифровая цветная ПЗС-камера
– сенсор: 1/2″, 2048 x 1536 пикселей
– АЦП: 10 бит, скорость 12 кадров/сек

 

Лазер для возбуждения CARS сигналов.

Моноблочная Оптическая Параметрическая Система в составе:
Пикосекундный твердотельный Nd:YVO4 лазер
Длина волны излучения: 1064 нм
Длительность импульса: 6.5 пс
Выходная мощность: 6 Вт
Частота повторения импульсов: 85 МГц
Модовый состав: TEM00
Качество пучка (М2): < 1.5
Диаметр пучка: 2 мм
Перестраиваемый SOPO
(Synchronously pumped Optical Parametrical Oscillator)
Диапазон длин волн: 690 – 990 нм
Выходная мощность: > 400 мВт (800 нм)
Длительность импульса: 5 – 6 пс
Частота повторения импульсов: 85 МГц
Поляризация: горизонтальная
Модовый состав: TEM00
Качество пучка (М2): < 1.2
Диаметр пучка: 2 мм
Встроенная оптическая линия задержки

 

Лазер для Рамановской спектроскопии

Тип лазера: CW HeNe
Длина волны излучения: 632.8 нм
Средняя мощность: > 10 мВт
Поляризация: линейная
Диаметр пучка: 0.65 мм
Расходимость пучка: < 1.24 мрад

 

Модуль формирования и совмещения лазерных пучков

Лазерные затворы: 3 (Nd:YVO4 лазер, SOPO и HeNe лазер)
Поляризатор: 2 (Nd:YVO4 лазер и SOPO)
Фазовая пластинка λ/2 2 (Nd:YVO4 лазер и HeNe лазер)
Вариотелескоп: 3 (Nd:YVO4 лазер, SOPO и HeNe лазер)

 

Оптический модуль

Оптика, оптимизированная для спектрального диапазона: 400 – 1100 нм
Анализатор: призма Глан-Тэйлора
Ослабитель лазерного излучения: нейтральный фильтр переменной плотности 0 – 3D
Позиционер предпинхольного объектива: трехкоординатный (X, Y, Z)
Позиционер CARS, Рамановских и флуоресцентных фильтров: пятипозиционный
Позиционер дихроичных фильтров: шестипозиционный

 

Монохроматор-спектрограф изображения MS 5004i

Фокусное расстояние: 520 мм
Относительное отверстие (по входу): 9.8
Увеличение горизонтальное: 1.0
Увеличение вертикальное: 1.0
Вертикальное пространственное разрешение: < 20 μм
Размер плоского поля: 28 х 5 мм
Рассеянный свет
(на расстоянии 20 нм от линии лазера 633 нм)
1 х 10-5
Узел дифракционных решеток: автоматизированная турель на 4 решетки
Спектральное разрешение
(длина волны 633 нм, CCD pixel 12×12 μм)
0.01 нм (решётка 75 штр/мм Эшелле)
0.025 нм (решётка 1800 штр/мм)
Спектральная щель входная: автоматизированный конфокальный пинхол,
плавно регулируемый от 0 до 1.5 мм
Спектральная щель выходная: автоматизированная,
плавно регулируемая от 0 до 2 мм
Порты: 1 входной, 2 выходных
Детектор (Раман, E-CARS, скоростные измерения) Hamamatsu Photosensor module H7844
с Пельтье – охлаждением

 

Монохроматор для флуоресцентных измерений (интегрирован в MS 5004i)

Фокусное расстояние: 100 мм
Входная щель: конфокальный пинхол MS 5004i
Выходная щель: фиксированная, ширина 4.2 мм
Дифракционная решетка: 600 штр/мм
Спектральный диапазон: 400 – 920 нм
Обратная линейная дисперсия: 13 нм / мм
Детектор Hamamatsu Photosensor module H7844
с Пельтье – охлаждением

 

Спектральная камера (Раман, E-CARS)

Тип: цифровая ПЗС камера
Фотоприемник: back-thinned ПЗС матрица 2048 х 122 пикселей
Размер фоточувствительного элемента: 12 х 12 мкм
Размер фоточувствительного поля: 24.576 х 1.464 мм (длина х высота)
Область спектральной чувствительности: от 200 до 1100 нм
Охлаждение с температурной стабилизацией: двухступенчатое Пельтье-охлаждение до – 45 °С
Разрядность аналого-цифрового преобразователя (АЦП) камеры: 16 бит
Чувствительность: 1 фотон на 1 отсчет АЦП (на длине 650 нм)
Динамический диапазон: не менее 10 000

 

Модуль скоростного сканирования X, Y

Сканнеры: гальванометрические сканнеры зеркал (X, Y)
Режимы сканирования: растровый скоростной и старт-стопный
Точность позиционирования: < 30 нм
Сканируемая площадь: 225 μм х 225 μм (с объективом 60Х)
Скорость сканирования скоростного режима: 4 сек/кадр 1000 х 1000 точек

 

Модуль конфокального лазерного микроскопа (Reflected)

Позиционер предпинхольного объектива: трехкоординатный (X, Y, Z)
Конфокальный пинхол: автоматизированный конфокальный пинхол,
плавно регулируемый от 0 до 1.5 мм
Детектор: Hamamatsu Photosensor module H6780-01

 

Модуль регистрации F-CARS и прошедшего излучения

Анализатор: призма Глан-Тэйлора
Позиционер F-CARS фильтров: четырехпозиционный
Детектор для регистрации F-CARS: Hamamatsu Photosensor module H7844 с Пельтье – охлаждением
Детектор для регистрации прошедшего излучения: Hamamatsu Photosensor module H6780-01

 

Модуль управления и обработки сигнала

Количество каналов регистрации: 5
Количество одновременно регистрируемых каналов: до 5
Интерфейс связи с компьютером: Ethernet 100 Base-T по протоколу TCP/IP

 

Оптический стол

Все составные части расположены на оптической плите, установленной на виброгасящих опорах

 

Брошюра Confotec
Загрузить
Каталог Confotec NR500
Загрузить
Каталог Confotec MR серия
Загрузить

Может быть полезно:

SPECTRA Full

SPECTRA – это уникальная интеграция атомно-силового микроскопа с конфокальной […]

Запрос цены Подробнее
Рамановская спектроскопия

В Рамановоской спектроскопии (Спектроскопии Комбинационного рассеяния) образец облучается монохроматическим […]

Запрос цены Подробнее

Оставьте заявку

И мы ответим на интересующие Вас вопросы