ライトシート顕微鏡

Lightsheet Z.1

ライトシートで実現する
マルチアングルライブイメージング

Lightsheet Z.1

  • はじめに

    ライトシート顕微鏡を使用した大型試料の長時間イメージング

    実質的な光毒性や褪色なしに、高い時間分解能で大型試料の光学セクショニングを行えるイメージングシステムがあったでしょうか。

    ZEISS の Lightsheet Z.1 がまさにそのシステムです。この優れたマルチアングルライトシート蛍光顕微鏡ならば、大型生体試料の記録や少ない光ダメージでのイメージングが可能になり、大変貴重な情報を得ることができます。

    また高速でもあります。Lightsheet Z.1 は、今までにない早さで光学セクショニングを行うために必要なツールです。試料の全体画像を細胞レベル以下の分解能でとりこむことができます。 他の手法で必要な時間と比べるとほんの一瞬です。

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  • 主な特徴

    ライトシート顕微鏡(LSFM)Lightsheet Z.1

    マルチアングルイメージング:真の柔軟性
    • マルチアングルを使い検出用対物レンズとの関係における試料の最適な位置を検出
    • わかりやすい後処理段階前に、異なる角度の画像により情報を補完し、試料全体をイメージング
    • 異なる角度の情報を再結合してデコンボルーション処理を行い、加工済みのデータセットの分解能を改善し画質を向上
     
    世界最高水準:理想のライトシート光学系
    • シリンドリカルレンズ光学系とレーザスキャン機構の組み合わせによりライトシート照明を生成
    • 特別に設計された光学系と特許取得済みのPivotスキャナが、あらゆるライトシート顕微鏡の中で一番均一に照明された光学セクショニングを提供
    • 極めて低いレーザ光量を使用して褪色を最小限にとどめ試料を保護
     
    大型生体試料の蛍光イメージング
    • 新しい試料の位置決め手法によりマルチアングルデータセットを生成
    • Sclae液で透明化処理された組織を屈折率 n=1.38でイメージング (Hama et al, Nat Neurosci.2011、あるいは水溶性試薬による透明化でn=1.45でイメージング (e.g.FocusClear™ by CelExplorer Labs)
      • 新しい試料の位置決め手法によりマルチアングルデータセットを生成
      • オプションのトリガインタフェースで生理学的に適切な条件を維持。画像情報と環境条件の制御との組み合わせが向上

       

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  • 透明化

    組織の透明化処理は、試料の断面、脳、胚、臓器、細胞塊、生体組織など大型試料の超深部観察を可能にします。超深部観察に最適化された光学系により臓器全体の蛍光シグナルを捉えることが可能です。このため、例えばマウスの脳における神経ネットワークのイメージングにおいて、透明化は有効な手法となります。

    Lightsheet Z.1 は透明化の有用性とライトシートの可能性を強力に結びつけます。透明化処理をした大型試料を、非常に優れた光効率とスピード、そしてほぼ光毒性なしにイメージングすることを可能にします。数千枚の高画質画像となる、Z-スタックとタイリングを組合わせた撮影も可能です。通常のイメージング速度は毎秒 10-40 フレームであり、イメージングに要する時間を時間単位から分単位に短縮することができます。

    屈折率 n=1.38 のScale試薬による透明化組織のイメージングには LD Plan-Apochromat 20x/1.0 を Lightsheet Z.1 に取り付けて使用します。 (Hama et al, Nat Neurosci.2011)お使いの透明化試薬が n=1.45 の屈折率ならば、Lightsheet Z.1 ディテクションレンズ 20x/1.0 ( CelExplorer Labs の FocusClear™ に最適化、 http://www.celexplorer.com, CLARITY 用の保存溶媒 (Chung et al, Nature 2013)) あるは Lightsheet Z.1 ディテクションレンズ 5x/0.16 がイメージング用に選択可能です。

    アクセスしやすいインタフェースの試料ホルダにより、特定の条件が必要な試料マウントに柔軟に対応できます。アダプタの種類により、試料を下から支えたり上部から吊るしたりできます:つねに最適な観察条件を選ぶことができます。

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  • アプリケーション

    新しい蛍光顕微鏡の世界

    不可能だった撮影が可能に

    Lightsheet Z.1 は、生きた試料を観察する一番やさしい方法です。長時間のライブイメージングに新たな世界が開きます。

    以下に紹介するのは、新しく利用できるようになったライトシート顕微鏡のアプリケーションのほんの一部です:

    形態形成や胚形成

    ゼブラフィッシュやショウジョウバエといったモデル生物の胚形成時の細胞内の時空間パターンの蛍光イメージング

    器官形成と細胞動態

    細胞遊走、心臓形成、血流、血管形成、神経形成、カルシウムイメージングなどの胚や小型生命体の細胞動態の高速イメージング

    3D細胞培養

    3D細胞培養、球状体やシスト、組織培養、器官培養のライブイメージングイメージは、細胞遊走、発現パターン、細胞増殖の解析に利用可能

    光学的に透明化処理された試料のイメージング

    屈折率n=1.38 ないし n= 1.45の水溶性透明化試薬で光学的に透明化処理され、蛍光標識されている固定試料のイメージング (組織切片、マウス脳、胚、臓器、細胞塊、生体組織)n=1.38 の Scale A2 (Hama et al, Nat Neurosci.2011) ないし CLARITY (Chung et al, Nature 2013)用の保存溶媒 FocusClear™ (by CelExplorer Labs, http://www.celexplorer.com) n=1.45 に最適化

    植物

    繊細な発生過程を観察し、生理学的な測定を実行します。

    海洋生物のイメージング

    ホヤ、イカ、プランクトン、扁形動物などの海洋生物の蛍光イメージング

    蛍光標識された生きた試料の構造的特徴

    ゼブラフィッシュやメダカなどの生きた固定試料の詳細なボリュームイメージング

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  • 3Dイメージング

    Lightsheet Z.1 のテクノロジーによる3Dイメージング

    PLAYLIST をスクロールして Lightsheet Z.1 を使用した研究者の方の成果をご覧いただけます。

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  • コンセプト

    高速で励起効率のよいデータのとりこみ

    ライトシート顕微鏡(LSFM )では、蛍光の励起と検出が2つの異なる光路に分けられます。照射軸は、検出軸と垂直です。つまり、試料の極めて薄い領域を一度に照射できるので、焦点面の蛍光のみを励起させて、固有の光学セクショニングを作成できます。ピンホールや画像処理は必要ありません。

    焦点面からの光は、カメラのピクセルに一度に集められます。共焦点顕微鏡やレーザスキャン顕微鏡などと違って、1ピクセルごとに集めるわけではありません。カメラベースの検出器で情報を並列に集めることによって、他の顕微鏡技術よりも少ない励起光で、高速にイメージの収集することが可能になります。

    つまり、LSFMは、光学セクショニング効果と焦点面全体からの並列画像とりこみを組み合わせています。これによって、3Dイメージングが極めて高速で励起効率よく行えるようになります。

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  • ダウンロード

    ZEISS Lightsheet Z.1

    Light Sheet Fluorescence Microscopy for Multiview Imaging of Large Specimens

    ページ: 21
    ファイルサイズ: 4.158 kB

    Application Note: Improved Imaging of Cleared Samples with ZEISS Lightsheet Z.1

    Refractive Index on Demand

    ページ: 7
    ファイルサイズ: 664 kB

    Application Note: Fast Imaging of Cellular Spheroids with Light Sheet Fluorescence Microscopy

    Application Note

    ページ: 6
    ファイルサイズ: 825 kB

    Lightsheet.Z1

    Imaging Biological Samples – a Reference List

    ページ: 6
    ファイルサイズ: 1.142 kB

    Application Note: Adjusting Refractive Index for Clearing Applications

    ページ: 5
    ファイルサイズ: 1.149 kB

    Technology Note: Control of External Devices During Time Series Acquisition with ZEISS Lightsheet Z.1

    Integration of Daylight Illumination into Time Lapse Experiments

    ページ: 6
    ファイルサイズ: 1.862 kB

    White Paper: Sample Preparation for Light Sheet Microscopy

    Protocols and Guidelines for ZEISS Lightsheet Z.1

    ページ: 34
    ファイルサイズ: 1.285 kB

    Beampath -ZEISS Lightsheet Z.1

    Multiview Imaging of Large Specimens

    ページ: 1
    ファイルサイズ: 162 kB

    Quick Guide: ZEISS ZEN for Lightsheet Z.1 - Multiview Experiments with Groups

    ページ: 5
    ファイルサイズ: 416 kB

    Quick Guide: ZEISS ZEN for Lightsheet Z.1 - Interactive Registration

    ページ: 5
    ファイルサイズ: 398 kB

    Quick Guide: ZEISS Lightsheet Z.1

    Stitching with arivis Vision4D ZEISS Edition

    ページ: 8
    ファイルサイズ: 3.194 kB

    紹介記事:
    Photonik international 2013 (2.2 MB)
    Olaf Selchow, Jan Huisken:Light sheet fluorescence microscopy and revolutionary 3D analyses of live specimens

Sample: courtesy of O. Efimova, National Research Center “Kurchatov Insitute”, Moscow, Russia.

マウスの海馬、LUMOS 試薬で透明化データ処理及び3Dレンダリング:arivis Vision4D™

Sample: courtesy of O. Efimova, National Research Center “Kurchatov Insitute”, Moscow, Russia.

Mouse の脳、LUMOS 試薬で透明化スティッチングおよび3Dボリュームレンダリング:arivis Vision4D™

Sample: courtesy of O. Efimova, National Research Center “Kurchatov Insitute”, Moscow, Russia.

Mouse の脳、LUMOS 試薬で透明化スティッチングおよび3Dボリュームレンダリング:arivis Vision4D™

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