Name: 视频: Video-rate Scanning Confocal Microscopy and Microendoscopy
Uploaded: 2011-10-20T13:00:00
Duration: 14 min 10 s
Description: 27.6K 次观看. Harvard University. 定制的，实时的共焦扫描成像系统的完整的建筑描述。该系统，该系统可以很容易地用率视频显微镜和内窥镜，使成像的几何形状和应用程序使用标准的商用共焦系统成本的一小部分，而不是访问数组。

作者想感谢他们支持这一项目ThorLabs。 AJN希望承认的美国国家科学基金会研究生奖学金的支持。 这项工作是部分资金由国立卫生研究院通过美国国立卫生研究院主任的新的创新奖项目，授予1 DP2 OD007096 - 01。的新的创新奖计划的<a href="http://nihroadmap.nih.gov/newinnovator/">信息</a> http://nihroadmap.nih.gov/newinnovator/ 。作者想感谢汤姆海斯使用哈佛电子实验室。

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	<li>Pawley, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Handbook of biological confocal microscopy. , 985-985 (2006).</li><li>Lippincott-Schwartz, J., Snapp, E., Kenworthy, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Studying+protein+dynamics+in+living+cells.">Studying protein dynamics in living cells.</a> Nature Reviews Molecular Cell Biology. 2, 444-456 (2001).</li><li>Klonis, N., Rug, M., Harper, I., Wickham, M., Cowman, A., Tilley, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorescence+photobleaching+analysis+for+the+study+of+cellular+dynamics.">Fluorescence photobleaching analysis for the study of cellular dynamics.</a> European Biophysics Journal. 31, 36-51 (2002).</li><li>Stephens, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light+Microscopy+Techniques+for+Live+Cell+Imaging.">Light Microscopy Techniques for Live Cell Imaging.</a> Science. 300, 82-86 (2003).</li><li>McMahon, A., Supatto, W., Fraser, S. E., Stathopoulos, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+Analyses+of+Drosophila+Gastrulation+Provide+Insights+into+Collective+Cell+Migration.">Dynamic Analyses of Drosophila Gastrulation Provide Insights into Collective Cell Migration.</a> Science. 322, 1546-1550 (2008).</li><li>Wallingford, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dishevelled+controls+cell+polarity+during+Xenopus+gastrulation.">Dishevelled controls cell polarity during Xenopus gastrulation.</a> Nature. 405, 81-85 (2000).</li><li>Laemmel, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fibered+Confocal+Fluorescence+Microscopy+(Cell-viZio)+Facilitates+Extended+Imaging+in+the+Field+of+Microcirculation.">Fibered Confocal Fluorescence Microscopy (Cell-viZio) Facilitates Extended Imaging in the Field of Microcirculation.</a> Journal of Vascular Research. 41, 400-411 (2004).</li><li>Moussata, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+confocal+laser+endomicroscopy.">The confocal laser endomicroscopy.</a> Acta Endoscopica. 39, 448-451 (2010).</li><li>Dunbar, K., Canto, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Confocal+endomicroscopy.">Confocal endomicroscopy.</a> Current Opinion in Gastroenterology. 24, 631-637 (2008).</li><li>Udovich, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spectral+background+and+transmission+characteristics+of+fiber+optic+imaging+bundles.">Spectral background and transmission characteristics of fiber optic imaging bundles.</a> Applied optics. 47, 4560-4568 (2008).</li></ol>

Thorlabs公司赞助制作这个视频，这个视频

此视频率成像系统，使约8 kHz的一个共振的振镜镜操作使用。谐振镜可以很响亮，在满功率运行时，他们的高音可以在足够的曝光时间的麻烦甚至是危险的。虽然没有表现出在这里，它建议在一个透明的情况下屏蔽谐振振镜镜显著减少系统体积和/或穿适当的听力保护装备，如耳塞，。 共振的振镜镜扫描正弦模式。然而，采集卡卡读取信号在水平和垂直两个方向假设一个完全线性扫描率。由于正弦扫描减慢扫描边缘，图像压缩失真可以观察到沿快速图像轴（水平）。来减少这种问题的方法之一是故意显著驱动器的谐振振镜镜扫描范围都比较大继电器镜头直径。在这一过程中，只有近线性的正弦扫描模式的中央扫穿过样品，尽量减少图像失真。另一种方法是将后处理收集到的图像线性快轴。这可以由成像已知的荧光模式（如电网），并使用已知的模式尺寸创建一个unwarps收集到的图像处理脚本。 这种特殊的扫描系统的目的是为在体内成像的目的，往往需要一个堂堂正正的面向率视频显微镜。细胞成像实验，倒置显微镜是比较典型的使用。这里介绍的设计可以很容易地更改为建立这样一个倒置显微镜，所有需要的是最后2“直径镜的旋转。定向镜子向下直接扫描光束，而是镜子可以直接向上的光束。配售的客观镜头吨镜与样品阶段相同的距离，将允许在一个倒置的几何结构成像。如果成像系统正在修建显微成像单纯，没有任何理由“折”显微镜的设计，在所有垂直。相反，整个扫描系统，可以建在一个单一物镜方向平行光表的水平面包板。 请注意，在这个构建的显微镜使用一个固定的针孔配置;，而这提供了最大的构建简单和便于对齐，渴望一个更灵活的系统的用户可能会考虑把一个变量的针孔，可以发现大多数商业共聚焦显微镜。通过允许用户调整大小的针孔，以弥补不同排放强度的样品，这使用户能够更好地优化一个给定的样本的信号强度和分辨率之间的权衡。 这架CHOICE显微镜选定的图像纤维是重要的。我们建议使用住友连贯的形象由于他们密切的光纤芯间距和相对低的自体荧光纤维。图片纤维生产由藤仓已发现有10的自体荧光，这可以从样品压倒弱荧光信号和限制microendoscope最终灵敏度高的金额。住友生产的纤维，如在这个特别的设置使用8 - 30N，比藤仓等值的自体荧光的水平要低得多。虽然传送次数纤维束可能被视为对内窥镜的吸引力，其设计通常地方个别纤芯相距甚远，这意味着，纤芯稀疏的样本对象，离开了显著地区的潜在利益。 最后，应该指出，虽然在显微镜这里将各种有用在体外和体内 applicati组件，可用于创建一个全功能的商业系统的成本的一小部分，它没有功能，如透射光检测，取景目镜，或一个非共焦广角epifluorescence光束路径。虽然有可能构建一个系统从头这些功能，读者希望这样的系统可能会希望修改现有的商业系统，以满足他们的需求，而不是启动一个全新的构建。

<table border="1"><tbody><tr><td> 部分名称 </td><td> 制造商 </td><td> 编号 </td><td> 规格 </td><td> 数量 </td></tr><tr><td> 515 nm带通滤波器</td><td>浓度</td><td> HQ515/50M </td><td> 46的FWHM </td><td> 1 </td></tr><tr><td> 25.4毫米的消色差双峰透镜直径。 x 50毫米佛罗里达州，氟化镁涂层</td><td>爱特蒙特光学</td><td> NT49 - 766 </td><td></td><td> 1 </td></tr><tr><td> 25.4毫米的消色差双峰透镜直径。 x76.2毫米FL，氟化镁涂层</td><td>爱特蒙特光学</td><td> NT49 - 768 </td><td></td><td> 1 </td></tr><tr><td> 25.4毫米的消色差双峰透镜直径。 x88.9毫米FL，氟化镁涂层</td><td>爱特蒙特光学</td><td> NT49 - 769 </td><td></td><td> 2 </td></tr><tr><td> 50毫米的消色差双峰透镜直径。 x 300毫米佛罗里达州，氟化镁涂层</td><td>爱特蒙特光学</td><td> NT45 - 179 </tD&gt; <td></td><td> 1 </td></tr><tr><td> 8 kHz的R高频率的光学扫描仪</td><td>光电产品公司（EOPC） </td><td> SC - 30 </td><td> 8千赫</td><td> 1 </td></tr><tr><td> AGC的驱动程序</td><td>光电产品公司（EOPC） </td><td> ACG：8K </td><td></td><td></td></tr><tr><td> H7422 - PA的感光模块</td><td>滨松</td><td> H7422 - PA </td><td>电流限制建议</td><td> 1 </td></tr><tr><td> M9012电源供应</td><td>滨松</td><td> M9012 </td><td> H7422 - PA </td><td> 1 </td></tr><tr><td>慧聪的PL APO政务司司长目的</td><td>徕卡</td><td> 11506284 </td><td> 10x/0.40 </td><td> 1 </td></tr><tr><td> Solios EA / XA采集卡卡</td><td>的Matrox </td><td> Solios EA / XA </td><td> MIL所需软件;代工互连建议</td><td> 1 </td></tr><tr><td> 12V电源</td><tD&gt;明纬</td><td> LPV - 100 - 12 </td><td> +12 V，8.5A </td><td> 1 </td></tr><tr><td> 5倍显微物镜</td><td>新港</td><td> M - 5X </td><td> 0.10不适用，25.4毫米的焦距</td><td> 1 </td></tr><tr><td>相干图像纤维</td><td>住友商事</td><td> 8 - 30N </td><td></td><td> 1 </td></tr><tr><td> 1 / 4“-20帽螺钉和硬件套件</td><td> ThorLabs </td><td> HW - KIT2 </td><td></td><td> 1 </td></tr><tr><td> 100微米安装针孔</td><td> ThorLabs </td><td> P100S </td><td>建设空间滤波器的理想选择</td><td> 1 </td></tr><tr><td> 30毫米笼立方钳</td><td> ThorLabs </td><td> B6C </td><td></td><td> 1 </td></tr><tr><td> 30毫米笼系统立方，4路</td><td> ThorLabs </td><td> C4W </td><td></td><td> 1 </td></tr><tr><td> 406纳米，5毫瓦，B PIN码，单模光纤尾纤的激光二极管，FC / PC </td><td> ThorLabs </td><td>大号PS - 406 - FC </td><td>产品过时，取而代之的LP405 - SF10 </td><td> 1 </td></tr><tr><td> 5分钟环氧，1盎司</td><td> ThorLabs </td><td> G14250 </td><td></td><td> 1 </td></tr><tr><td> 6轴运动光山</td><td> ThorLabs </td><td> K6X </td><td></td><td> 1 </td></tr><tr><td> 8-32帽螺钉和硬件套件</td><td> ThorLabs </td><td> HW - KIT1 </td><td></td><td> 1 </td></tr><tr><td> 8-32紧固螺栓和硬件套件</td><td> ThorLabs </td><td> HW - KIT3 </td><td></td><td> 1 </td></tr><tr><td>适配器与外部RMS线程和内部的SM1线程</td><td> ThorLabs </td><td> SM1A4 </td><td></td><td> 1 </td></tr><tr><td>调整。 FC / PC和FC / APC准直仪，F = 2.0毫米，ARC：400-600纳米</td><td> ThorLabs </td><td> CFC - 2X - </td><td> F = 2.0毫米</td><td> 1 </td></tr><tr><td>可调光纤准直器适配器，SM1一起螺纹</td><td> ThorLabs </td><td> AD9.5F </td><td></td><td> 1 </td></tr><tr><td>铝面包板，12“× 18”× 1 / 2“ </td><td> ThorLabs </td><td> MB1218 </td><td> 1 / 4“-20螺纹</td><td> 2 </td></tr><tr><td>台式激光二极管/ TEC控制器</td><td> ThorLabs </td><td> ITC4001 </td><td> 1 A/96 W </td><td> 1 </td></tr><tr><td> DMLP 425纳米长通分色镜</td><td> ThorLabs </td><td> DMLP425 </td><td></td><td> 1 </td></tr><tr><td>运动摩O1“光学</td><td> ThorLabs </td><td> KM100 </td><td></td><td> 3 </td></tr><tr><td> ThorLabs光纤尾纤激光二极管LD / TEC安装</td><td> ThorLabs </td><td> LM9LP </td><td></td><td> 1 </td></tr><tr><td> O18毫米光学镜头山</td><td> ThorLabs </td><td> LMR18 </td><td>包括其中一个扣环</td><td> 1 </td></tr><tr><td> 2“光学镜头底座</td><td> ThorLabs </td><td> LMR2S </td><td>随着内部和外部的线程;扣环包括</td><td> 2 </td></tr><tr><td>迷你系列笼大会棒，6“长，O4毫米，数量1。 </td><td> ThorLabs </td><td> SR6 </td><td></td><td> 4 </td></tr><tr><td> Ø1.0“基座支柱邮政8-32水龙头，1个”长</td><td> ThorLabs </td><td> RS1P8E </td><td></td><td> 4 </td></tr><tr><td> O1“支柱邮政支线，长度= 0.5 </td><td> ThorLabs </td><td> RS05 </td><td></td><td> 4 </td></tr><tr><td> O1“支柱邮政扩展，长度= 0.75” </td><td> ThorLabs </td><td> RS075 </td><td></td><td> 4 </td></tr><tr><td> O1“保护银镜，厚为3.2毫米</td><td> ThorLabs </td><td> ME1 - P01 </td><td></td><td> 1 </td></tr><tr><td> O1“SM1一起旋转可调对焦元素，L = 1” </td><td> ThorLabs </td><td> SM1V10 </tD&gt; <td></td><td> 1 </td></tr><tr><td> O2“保护银镜，厚为3.2毫米</td><td> ThorLabs </td><td> ME2 - P01 </td><td></td><td> 2 </td></tr><tr><td> P100S - Ø100微米装针孔</td><td> ThorLabs </td><td> P100S </td><td></td><td> 1 </td></tr><tr><td>宝来低漂移O1“运动镜山</td><td> ThorLabs </td><td> POLARIS - K1 </td><td>低漂移</td><td> 1 </td></tr><tr><td> SM1镜头管，L = 1“ </td><td> ThorLabs </td><td> SM1L - 10 </td><td>包括其中一个扣环</td><td> 4 </td></tr><tr><td> SM1螺纹30毫米笼板，0.35“厚</td><td> ThorLabs </td><td> CP02 </td><td></td><td> 2 </td></tr><tr><td> SM1一起M25光学组件的线程适配器</td><td> ThorLabs </td><td> SM1A24 </td><td>外部SM1主题和内部M25.5x0.5主题</td><td> 1 </td></tr><tr><td>小光束直径ETER振镜系统</td><td> ThorLabs </td><td> GVSM001 </td><td></td><td> 1 </td></tr><tr><td>小夹紧叉</td><td> ThorLabs </td><td> CF125 </td><td> 1 / 25“沉头槽，普遍</td><td> 15 </td></tr><tr><td>空间过滤系统</td><td> ThorLabs </td><td> KT310 </td><td>针孔单独出售</td><td> 1 </td></tr><tr><td> TE冷却的坐骑为5.6和9毫米的激光</td><td> ThorLabs </td><td> TCLDM9 </td><td></td><td> 1 </td></tr><tr><td>为面包板的垂直支架</td><td> ThorLabs </td><td> VB01 </td><td>每个</td><td> 2 </td></tr><tr><td>计划的复消色差透镜</td><td>蔡司</td><td> 1101-957 </td><td> 20x/0.75 NA </td><td> 1 </td></tr></tbody></table>

video-rate scanning confocal microscopy and microendoscopy

共聚焦显微镜在生物学和生物医学科学已成为宝贵的工具，实现快速，高灵敏度和高分辨率复杂系统的光学切片。共聚焦显微镜是经常使用的，例如，研究在活细胞2-4的特定细胞的目标 1，监控动态，5,6整个生物体的三维可视化的三个演变。共聚焦成像系统，如焦microendoscopes，扩展，使高分辨率成像在体内 7，目前正在应用到疾病的成像和设置在 8,9临床诊断。 通过创建所谓的“光学”，利用简单的几何光学共聚焦显微镜提供立体的决议。在一个标准的宽视场显微镜，从样品产生的荧光是由物镜收集，并直接传达到一个探测器。虽然接受能够对薄样品成像变得模糊，厚样品上方和下方的客观焦平面产生荧光。相比之下，共聚焦显微镜使虚拟光学切片，样品，拒绝了焦光建立样品的高分辨率三维交涉。 共聚焦显微镜检测光束路径中使用共焦光圈实现这一壮举。从样品收集客观的荧光是通过扫描镜，并通过主分色镜，镜子精心挑选的反映，如激光激发束的波长较短，同时传递的时间越长，斯托克斯位移的荧光发射中继。这长波长的荧光信号，然后通过一个针孔是在一个平面上的位置正好与物镜的焦平面共轭两侧的一对镜片。从对象的焦点卷收集的光子是平行由物镜和集中通过针孔共焦镜头。高于或低于焦 ​​平面产生荧光，因此将不平行正确，并不会通过共焦针孔1，创建一个光学部分，只能从显微镜对焦可见。 （ 图1）。因此，针孔有效地作为一个在焦平面的虚拟光圈，检测排放限制只有一个有限的空间位置。 现代商业的共聚焦显微镜为用户提供了完全自动化操作，使以前复杂的成像过程相对简单和易于获得的。尽管这些系统的灵活性和力量，商业共聚焦显微镜是不能很好地适用于所有共聚焦成像的任务， 如在许多体内成像应用， 。没有能够创建定制的成像系统，以满足他们的需求，重要的实验，可以留出反应h到许多科学家。 在这篇文章中，我们提供了一种习俗，视频率共聚焦成像系统的基本组成部分的完整的施工一步一步的方法。直立的显微镜，将兴建一个共振的振镜镜提供快速扫描轴，而一个标准速度的谐振振镜镜扫描慢轴。要创建一个精确的扫描光束在物镜焦点，这些反射镜将定位在所谓的远心飞机使用四个继电器镜片。共聚焦显微镜检测将使用一个标准，现成的，现成的光电倍增管（PMT）完成，并使用Matrox卡采集卡和附带的软件将被捕获并显示图像。

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Video-rate Scanning Confocal Microscopy and Microendoscopy

定制的，实时的共焦扫描成像系统的完整的建筑描述。该系统，该系统可以很容易地用率视频显微镜和内窥镜，使成像的几何形状和应用程序使用标准的商用共焦系统成本的一小部分，而不是访问数组。

视频率扫描共聚焦显微镜和内窥镜

Confocal microscopy has become an invaluable tool in biology and the biomedical sciences, enabling rapid, high-sensitivity, and high-resolution optical ...

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