ZEISS LSM 880 with Airyscan

Airyscan は、蛍光顕微鏡が点状の対象を広がりのあるエアリーディスク（エアリーパターン）としてイメージングするという事実に基づく検出器です。 標準的な共焦点顕微鏡では、非焦点面からの蛍光シグナルはピンホールによって除かれ、Airyパターンのどの程度のサイズまで検出器に導くかが決定されます。 非焦点面からの光を取り除くために、標準的な共焦点顕微鏡でピンホールを絞っていくと、画像はシャープになりますが光の大部分が失われるために暗くなります。 ピンホールが小さいほど分解能は上がりますが、同時に光の損失も多くなります。

Airyscan はこの分解能と光の効率の難問を、同心円状に配置した6角形の検出器アレイ上にエアリーディスクをイメージングする事で解決します。 検出エリアは32個の検出エレメントから構成され、各エレメントが非常に小さいピンホールとして機能します。 共焦点のピンホール自身は開かれた状態で、光をブロックしません。　従って、エアリーディスク全体の光子は全て収集されます。

全ての検出器エレメントのシグナルは正しい位置に再配置され、S/N比と分解能が向上した画像を生成します。

複数の検出器エレメントから構成されたエリア検出器は、イメージングモードに大きな柔軟性をもたらします。 Fast モードでは、励起のレーザがｙ方向に引き伸ばされ、x方向にスキャンする際にAiryscan 検出器が1ラインでは無く4ラインの画像情報jを同時に取得します。 この並列処理によって、独自の高速、高分解能、高感度の組合わせが実現できます。 Airyscan は共焦点のスキャンと光学セクショニングの能力を活用している為、標準的な染色の標準的な試料に対応します。　また組織切片や深部観察が必要な動物そのもの等、厚みのある試料にも対応します。

Airyscan と Fast モジュールの利点を活用して、シングルフォトン、マルチフォトン励起に関わらず、良好なS/N比を得るか、超解像で取得するか、ハイスピード撮影をするのかは自由自在です。

タンパク質標識された細胞や細胞内プロセスを完全に捉えるには、およそ10フレーム/秒でのイメージングが必要です。 LSM 880では、512ｘ512画素の時、最大13フレーム/秒で取得可能です。

Fast モジュール搭載の Airyscan では、480ｘ480 画素の時、最大27フレーム/秒で取得可能です。 LSM 880 は、観察範囲における安定した視野と均一な各ピクセル積算時間を保証するため、スキャナのポジションを常に監視し、かつ補正を行っています。リニアスキャンは定量的および相関イメージングのために必須の前提条件です。 それは一定のS/NレベルとマニピュレーションROIを含む視野全体への均一な励起照射に寄与します。 従来のSineスキャニングコンフォーカルとは異なり、LSM 880 はスキャン時間の80%以上をデータ取得のために使用しています。 つまり、設定したフレームレートにおける、より長いピクセル積算時間によって、S/N比を29%改善できるのです。

異なる細胞、もしくは細胞内構造間の相互作用を解析するために複数の蛍光標識を行いますが、最高のタイミング精度を達成し、同時にそれらの強度を記録することによって、撮影時間をスピードアップすることができます。 LSM 880は全体のスペクトル - 標識したすべて - を512x512ピクセル、5フレーム/秒で32チャンネル分を1スキャンで取得することができます。

マルチチャンネルスペクトルイメージングに10チャンネルを設定し透過検出器を追加します。すべての蛍光色素に加え、追加のコントラスト像も１回のスキャンでイメージングすることができます。 これにより試料を保護し、時間の節約にもつながります。

特にマルチフォトンイメージングの場合、最大12基のNDD検出器を並列に読みだすことができます。この基本的な能力を有することが最大の効果を発揮します。