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.