Mightex Systems

Polygon400 顕微鏡用 多点同時パターン照射・光刺激装置

Mightex's Polygon400 Targeted photostimulation/Patterned Illumination


Sub-cellular Resolution Photostimulation

In Vivo, In Vitro, Ex Vivo & Cell Culture



特徴

任意の形を作成し、照射できます。

異なるパターンを連続照射できます。

複数の波長(色)で照射できます。

主要メーカー顕微鏡に取付できます。

同時に複数の領域を照射できます。

外部接続機器との同期も可能です。



代表的 アプリケーション

脳神経科学 シングルセル

オプトジェネティクス

細胞生物学

オプトジェネティクス

自由行動 動物

オプトジェネティクス

脳皮質

オプトジェネティクス



アプリケーション例

Single-cell resolution optogenetic stimulation of fluorescent-labeled neurons in slice using the Polygon400 (Courtsey of Dr. Blake Richards from University of Toronto).

This video shows a protein-protein interaction that is inhibited by spatially controlled blue light exposure using the Polygon400

(Courtesy of Prof. Torsten Wittman from UCSF).



シングルセル オプトジェネティクスにご興味がございますか?

オプトジェネティクス用途でのパターン照射・光刺激装置に関するホワイトペーパーを用意しております。

 

メーカーサイト(mightexbio.com)にユーザー登録することでご覧いただけます。

 




Multiwavelength Patterned Illumination  多点同時光刺激装置

Mightex社製 Polygon400はオプトジェネティクス、光遺伝学、光刺激などで複数の特定箇所を同時に照射したい用途に最適のイルミネーター(Patterned Illumination)システムです。

 

<用途>

照射箇所、照射波長、照射時間、照射強度をコントロールする空間パターンイルミネーションを使用することで、オプトジェネティクス(光遺伝学)、電気生理学、光刺激などのバイオサイエンス、ライフサイエンスの研究にされに新しい可能性を開くことができます。

例えばオプトジェネティクスでは、スライスしたニューロンの特定箇所に特定の波長を照射することでactivateまたはsilenceすることができます。

 

<特徴>

Mightex Polygon 400システムは高出力LED光源を最適なエテンデュを確保し高密度に照射することで、高い解像度を得ることができます。LED光源からの光をDMD(Digital Mirror Device)を使用し、それから顕微鏡を通しサンプルに照射するという独特の構成を持ちます。この独自の方法により高い光強度を保ったままの複雑なパターンであっても鮮明な画像化を実現しています。

さらに非常に高速なフレームレート(55Hz〜4000Hz)とLED制御によりマイクロ秒単位での正確な照射が可能です。外部LEDコントローラーを使用するとフレームごとの照射波長変更も可能となります。

空間分解能は対物レンズにより異なりますが、10xで1.6um x 1.6um、20xで0.8um x 0.8um、40xで0.4um x 0.4umという非常に小さな範囲を自在にコントロールすることができます。

 

付属の専用ソフトウェアではパターン、光源の照射強度、照射タイミングをコントロールすることができます。

さらにNikon NIS Elements、μManagerでもお使いいただけます。

これらソフトウェアを使用し、サンプル上の必要な範囲にのみ光を照射するパターンを作成することで、より細かな細胞の働きを観察することが可能になります。

 

またこのMightex Polygon 400 イルミネーターはお客様がお持ちの倒立顕微鏡へも正立顕微鏡へもアダプタ等を使用して簡単に装着できるよう設計されています。

倒立顕微鏡への装着は蛍光照明用のポートを使用します。またはスペアのCマウントカメラポートも使用できます。
正立顕微鏡への装着はビームコンバイナーキューブを使用して、鏡筒下部へ装着します。

 

Eシリーズ、Gシリーズでは光源の制御に外部コントローラーを使用します。

これによりきめ細かい波長制御、強度制御、高い消光比設定などが可能になります。

 

Mightex Polygon400には大きく3つのモデルを用意しております。

1) DSI-Iシリーズ

LED光源(400nmから700nmまで)を最大3つ内蔵し、そのコントローラーも内蔵するモデルです。

 

2) DSI-Eシリーズ

LED光源(400nmから700nmまで)を最大3つ内蔵し、そのLED光源の制御は外部コントローラーを使用するモデルです。

 

3) DSI-Gシリーズ

光源およびそのコントローラーは外部から接続するモデルです。Mightex社のLED光源(UVから赤外)をお使いいただくと、最大で8波長を接続することが可能です。もちろん、お手持ちの光源やコントローラーを使用することも可能です。

 

<アプリケーション>

オプトジェネティクス(光遺伝学):特に顕微鏡を使用してのIn Vitroで有用です。サンプル上の必要な箇所のみに光を照射することができ、特定箇所の正確な反応を探ることができます。

蛍光顕微鏡光源:照射波長、照射範囲、照射強度などを細かく設定できるため、Phto bleachingやPhoto toxicityの影響をコントロールできるため、FRAP, FRET, FLIMなどでさまざまな応用が期待されています。

 


Polygon400 パターン照明光源 構成ガイド


モデル比較表

Features I シリーズ E シリーズ
G シリーズ
使用可能光源:Compatible Light Source(s)
外部光源:External Light Sources  使用不可 使用不可 ライトガイド接続
LED光源:LED as Light Sources 内蔵LEDのみ 内蔵LEDのみ ライトガイド接続
レーザー光源:Laser as Light Sources  使用不可  使用不可 ライトガイド接続
アークランプ:Hg Arc Lamp  使用不可  使用不可 ライトガイド接続
その他光源:Other Light Sources  使用不可  使用不可 ライトガイド接続
光源コントローラー:Light Source Controller
光源コントローラー:Light Source Controllers 内蔵 外部接続 外部接続
照射強度 設定 分解能 中分解能 高分解能 高分解能
電気生理学およびオプトジェネティクス用途での使用Compatible with Electro-physiology
& Optogenetics

Eシリーズまたは

Gシリーズを推奨

使用可能 使用可能
TTLトリガー入力:Accepts TTL Input Trigger 使用可能 使用可能1 使用可能1
TTLトリガー出力:Generates TTL Output Trigger 使用可能 使用可能 使用可能
アナログ電圧制御:Accepts Analog Voltage Control2  x 使用可能 使用可能
任意波形入力:Supports Arbitrary Waveforms3  x 使用可能 使用可能
Supports Mapping between
Spatial Patterns and LED Waveforms
 x 使用可能 使用可能
ソフトウェア/PolyLITE:Supported by PolyLite Software 使用可能 使用可能 使用可能
ソフトウェア/PolyScan:Supported by PolyScan Software
 x 使用可能 使用可能

1. 外部光源コントローラーからのTTLトリガー信号を使用する場合

2. アナログ信号が使える外部光源コントローラーを使用する場合

3. 任意波形に対応する外部光源コントローラーを使用する場合


Spatially patterned illumination with temporal and spectral control enables numerous new tech- niques in life-science applications.

For example, in optogenetics, selected neurons in a specimen slice can be activated or silenced with a user defined illumination pattern which leaves neighboring neurons unaffected .

Mightex Polygon400 multi-wavelength dynamic spatial illuminator (DSI) integrates the state-of-the- art spatial light modulators and high-power LEDs using a proprietary Etendue-preserving optical design to deliver high-intensity illumination patterns with superb resolution.

A Texas Instruments’ DLP spatial light modulator is used to display a user defined image pattern.

At the heart of the Polygon400 is a unique optical system that carefully delivers light from LED sources to the DLP panel and then through a microscope to the specimen plane.

Such a systematic approach makes it possible to achieve maximum optical intensity while maintaining diffraction-limited imaging per- formance.

Temporal performance is a key to many intended applications for Polygon400. With a frame rate of more than 4,000 fps and fast-switching LEDs, Mightex Polygon400 can deliver illumination pat- terns with micro-second precision.

Using the Polygon400 with external LED controllers also ena- bles wavelength switching in between illumination patterns at the highest frame rate.

A dedicated software allows users to generate illumination patterns as well as control illumination intensity and timing. The software also supports calibration between illumination patterns and im- ages acquired through any digital camera on a microscope.


Mightex Polygon400 is designed to be easily inserted into the infinity path of a microscope.

For inverted microscopes, the common point is usually the back port of the microscope where a fluo- rescence attachment is commonly placed. A filter cube is required to fold the DSI light path into the microscope.The filter cubes used for fluorescence observation serves this purpose well.

For upright microscopes we can provide a beam combiner cube to be inserted below the binocular/ trinocular unit.

The dichroic or mirror in the beam combiner directs the Polygon400 beam into the microscope light path.


A C-Mount version is available as well for both upright and inverted micro- scopes. Customers may specify up to three LEDs in the range of 400nm to 700nm to be included in the built-in light source engine (E and I Series).

A lightguide-coupled model Polygon400 (G Series) is also available where any light sources such as LEDs and arc lamps can be used for illumination. Note that the lightguide-coupled model does not have built-in LEDs.

Both the “E” Series of Polygon400 bypasses the internal LED controller and allows users to directly control the built-in LEDs through external LED drivers. The cathodes and anodes of built-in LEDs are connected to a multi-pin connector on the back panel of Polygon400.

External LED controllers enable several important features not supported by the internal LED controller.

One can achieve higher dynamic range, higher intensity resolution(>10bits), higher peak current in pulse mode, and faster response(<10ns).

The use of external LED controllers also makes it possible to control LED timing independent of the micro-mirror array. For example, while the micro-mirrors stay at a constant position, the LEDs can be modulated to generate desired intensity profile. On the other hand, when needed, strict synchronization between the LEDs and the micro-mirrors can be achieved via the external trigger signals provided by the Polygon400.


Mightex supplies a variety of LED controllers that can be used with the “E” and “G” series of Polygon400.

Software already includes synchronization features to support Mightex BLS- series LED controllers.

For third-party LED controllers, synchronization can be implemented via trigger signals or Polygon400 SDK.