Bright Filed Image with BX53M Industrial_microscopeDark Filed Image with BX53M Industrial_microscopeSimple Polarized Image with BX53M Industrial_microscope (Simple Polarization)DIC Image with BX53M Industrial_microscope반사형 현미경 (Reflected Microsocpe) 검경법_명시야, 암시야, 간이편광, 미분간섭관찰(DIC)BF (구상흑연주철 )편광 (구상흑연주철 )Fluorescence image구상 흑연 주철의 명시야, 간이편광 이미지 와 형광이미지(우측) 입니다.
BX53M 구성을 위한 다양한 모듈( Module )
Body Frame for BX53MILLUMINATOR for BX53MHead for BX53MLight soruce for BX53MCondensor for BX53MC-mount adapter for BX53MStage for BX53M Industrial_microscope실험 목적에 적합한 모듈과 대물렌즈를 선택 하여 조립하시면 – BX53M 1Set – 가 됩니다 . 상기 이미지는 구매 희망자의 이해를 돕기 위한 것으로, 일부 모듈은 누락되어 있으니, 구매 하시기 전에 전문가의 상담을 받으시기 바랍니다.
UIS2 Objectives ( 대물렌즈 )
UIS2 Objectives for BX53M Industrial_microscope
추가 유닛 ( Option )
Flexibility for Sample Height and Weight
Body Frame 확장을 통한 최대 105mm(4.1인치)의 샘플을 스테이지에 올려서 검경이 가능합니다.
향상된 포커싱 메커니즘으로 최대 6kg 중량의 샘플을 올려 놓고 관찰 할 수 있습니다. (상기 중량은 스테이지의 중량이 포함된 값입니다. )
Flexibility for Sample Height and Weight Samples up to 105 mm can be mounted on the stage with the optional modular unit.
광로 변환 장치 및 추가 변배율 장치
Various types of accessories for multiple purposes. For use between tube and illuminator.
BXFM with BX3M-KMA-SBXFM with U-KMAS높이 측정 모듈 & Lagre StageBXFM은 한정된 BX53M의 고가의 Body Frame의 한계를 벗어난, 저렴한 Body 구성 뿐만 아니라, 다양한 관찰 환경에 맞추어 구성되어 판매 되고 있습니다.
The FLUOVIEW FV3000 series is designed to meet some of the most difficult challenges in modern science. Featuring the high sensitivity and speed required for live cell and tissue imaging, the FV3000 enables 2D-6D (x,y,z,t,λ,p) macro to micro imaging of cells, tissues, and small organisms. With an intuitive and adaptable user interface, the FV3000 supports complete workflows from image acquisition to processing and analysis. Particular attention has been paid to the needs of cell biology, cancer research, and stem cell research, and with two new upright configurations, the FV3000 is also poised to meet the needs of neuroscience, electrophysiology, and developmental biology.
High Sensitivity Multi-Channel Imaging
A Fully Spectral System with Sensitivity and Accuracy
The FV3000 series employs Olympus’ TruSpectral detection technology. Based on patented* Volume Phase Hologram (VPH) transmission and an adjustable slit to control light, the spectral detection is highly efficient, enabling users to select the detection wavelength of each individual channel to 2 nm.
Efficient TruSpectral Detection System
The FV3000 is a fully spectral series of confocal microscope. TruSpectral detection delivers improved overall transmission and sensitivity. The high signal-to-noise ratio results in excellent multi-color confocal imaging capabilities.
Enhanced Quantum Efficiency
The GaAsP Photomultiplier Tubes (PMTs) in the FV3000’s high sensitivity detector (HSD) enable users to view samples whose emission is too weak to view with conventional detection methods. The GaAsP PMT unit incorporates two channels with a maximum quantum efficiency of 45%, and Peltier cooling that reduces background noise by 20% for high S/N ratio images under very low excitation light.
Multichannel TruSpectral Detection with Sixteen-Channel Unmixing
TruSpectral technology’s efficient design and software enable spectral detectors to run in multichannel mode for both live and post-processing spectral unmixing with a multichannel lambda mode. The multichannel mode facilitates constant spectral unmixing during live cell experiments, separating complex fluorescence during acquisition. With up to four different dynamic ranges from the four different channels of array, bright and dim spectral signals can be separated by independently adjusting the sensitivity of each detector.
Spectral Unmixing
The deconvolution algorithm enables overlapping spectra to be separated based on the spectral information from lambda stack images. The fluorescence cross-talk between the channels can be eliminated by the unmixing algorithm during both image acquisition and post acquisition processing.
Live Spectral Unmixing with TruSpectral Detection and Real-Time Processing
The power of TruSpectral detection plus multichannel mode means live spectral unmixing can be performed during image acquisition. Complex, overlapping spectra can be processed in real time.
Live image before unmixing of CFP (endosomes, blue), mAmetrine (plasma membrane, green), mKO (nucleus, orange) and mKeima (F-actin, purple) during time-lapse imaging. Image data courtesy of Dr. Kazuhiro Aoki, Dr. Michiyuki Matsuda, Graduate School of Medicine, Kyoto Uni
Live blind unmixed image. Image data courtesy of Dr. Kazuhiro Aoki, Dr. Michiyuki Matsuda, Graduate School of Medicine, Kyoto Un
Live 3D Rendering
See your data unfold in real time with the live 3D image display function of the FV3000 software. 3D images can be constructed during image acquisition and shown as live images.
Fucci induced Spheroid of HT29 cell line Yuji Mishima, Ph.D., Kiyohiko Hatake M.D., Ph.D. Clinical Chemotherapy, Cancer Chemotherapy Center, Japanese Foundation for Cancer Research.
Macro to Micro Imaging and Super Resolution
Macro to Micro Observation
Finding areas of interest in samples can be challenging. The confocal optical design of the FV3000 series supports macro to micro imaging from 1.25X up to 150X, so users can quickly switch from low magnification overview observation to high-magnification, detailed observation of regions of interest. Users can employ image stitching at both macro and micro levels to generate overview images that show samples in context.
A stitched image of a coronal section (30 μm thickness) from an adult YFP-H mouse cerebrum acquired with 20X objective (UPLSAPO20X). Image data courtesy of Takako Kogure and Atsushi Miyawaki, Cell Function Dynamics, Brain Science Institute of RIKEN.
Powerful One-Click Macro Analysis with cellSens
Images alone are not enough; with integrated cellSens Count and Measure analysis, the FV3000 Series can optimize images with deconvolution and analyze them with one-click macro functionality for a broad range of morphological measurements.
A spheroid image of a NMuMG cell line expressing Fucci2. Image data courtesy of Atsushi Miyawaki, Cell Function Dynamics, Brain Science Institute of RIKEN.
Olympus’ widely applicable super resolution method requires no special fluorophores and works for a wide range of samples. Ideal for colocalization analysis, the Olympus Super Resolution imaging module can acquire four fluorescent signals either sequentially or simultaneously with a resolution of approximately 120 nm*, nearly doubling the resolution of typical confocal microscopy. The imaging module is easy to use with minimal user training and can be added to any confocal system, making it a truly accessible method for achieving super resolution. * Subject to objective magnification, numerical aperture, excitation and emission wavelength, and experiment conditions.
Secondary antibody labels against GFP (Alexa Fluor 488, neurons) and SV2 (Alexa Fluor 565, red). Sample courtesy of Dr. Ed Boyden and Dr. Fei Chen, MIT.
0.5 AU Confocal Image0.5 AU Confocal Image Deconvolved with cellSens Advanced DeconvolutionOlympus Super Resolution Plus cellSens Advanced Deconvolution. Note clear separation of punctate stains with OSR.
Deconvolution
The optional constrained iterative deconvolution function improves the resolution, contrast, and dynamic ranges of confocal images obtained by the FV3000. The deconvolution function can be combined with Olympus Super Resolution (FV-OSR) to improve the z-axis resolution of the deconvolved images.
(Left) Original Image, (Right) Deconvolved Image
Cell line: HeLa (human cervical cancer cell line) Immunostaining: Hec1 staining (green, Alexa Fluor 488), α-tubulin staining (red, Alexa Fluor 568),DAPI staining (blue) Mitotic spindle and kinetochores are stained with anti-α-tubulin (red) and anti-Hec1 (green) antibodies, respectively. Chromosomes interact with microtubules of the mitotic spindle via kinetochores (protein structures assembled on the centromere region of chromosomes.) Image data courtesy of Masanori Ikeda and Kozo Tanaka, Department of Molecular Oncology, Institute of Development, Aging and Cancer, Tohoku University.
COS7 cells, triple staining, DAPI (cyan), Actin Bodipy-FL(green), Tubulin AF568 (red) Image data courtesy of J. Doehner and U. Ziegler, Center for Image Analysis and Microscopy, University of Zurich
Image Analysis
The FV3000 incorporates various optional analysis functions to complete the workflow from image acquisition through data analysis. The Count and Measure solution enables the measurement of the number, size, luminosity, and morphology of the segments. Colocalization enables the analysis of overlapping fluorescent spectra.
Increase Productivity with High Speed Imaging
Galvanometer and Hybrid Galvo/Resonant Scanner
Users have their choice of two different types of scan units: galvanometer only with the FV3000 or hybrid galvanometer/resonant with the FV3000RS. The hybrid scan unit has a galvanometer scanner for high-precision scanning, as well as a resonant scanner that is ideal for high-speed imaging. With the galvanometer scanner and Olympus super resolution technology (FV-OSR), users can obtain resolutions down to 120nm with a high signal-to-noise ratio. The galvanometer scanner also features flexible scanning options, including precise tornado scanning as well as multipoint stimulation with 100ms switching time. The galvanometer scanner can image up to 16 frames per second. By switching to the resonant scanner, users can capture 30 frames per second with a full field of view at 512 x 512 pixels. By clipping down to 512 x 32 pixels, the resonant scanner can capture up to 438 frames per second to capture critical live physiological events such as calcium ion flux.
No Compromise between Speed and Field of View
Many high-speed scanning methods restrict the field of view, limiting their usefulness for examining large areas with multiple cells. The FV3000 series’ resonant scanner maintains a full 1X field of view, even at a video rate of 30 frames per second. B clipping the Y axis, additional speeds up to 438 frames per second can be achieved.
Most resonant scanners force a trade-off between speed and field of view. FLUOVIEW systems are optimized to maintain the field of view with even signal intensity so dynamic samples (e.g. calcium imaging) can be seen in the broad context of their cells and tissues. The image above shows examples of the clipped fields of view required in other resonant scanning systems.
Platelets bound to a thrombosis in the blood vessel of a mouse. Images taken at 30 fps in full frame by resonant scanner with 2 CH GaAsP PMTs.
Image data courtesy of Dr. Takuya Hiratsuka, Dr. Michiyuki Matsuda, Graduate School of Biostudies, Kyoto University.
A431 cells fixed with methanol labeled with Abcam Anti-ERK1 + ERK2 antibody (Alexa Fluor 488) ab208564 and Anti-alpha Tubulin antibody (Alexa Fluor 594) ab195889 and DAPI. Sample courtesy of Abcam.
Optimized for Live Cell Imaging
Resonant scanning greatly reduces photobleaching and phototoxicity compared to standard galvanometer scans by preventing the excitation of fluorophores into triplet states that create reactive oxygen species. These features make live cell experiments more robust and reliable. The FV3000 series has complete laser intensity control from low to high range, enabling the system to use the minimum required amount of laser power on samples. The optional laser power monitor provides consistent laser power during long-term time-lapse imaging across multiple days.
Ratio Imaging and Intensity Modulated Display (IMD)
The FV3000’s ratio imaging analysis function includes an Intensity Modulated Display (IMD) function in the software that displays quantitative fluorescence ratio changes during both standard and high-speed acquisitions. This function is particularly useful for calcium and FRET imaging where a pure ratio display provides poor contrast in background areas.
sGFP1-mito reveals heterogeneity in mitochondrial thermogenesis in HeLa cells. The images of ratio (ex 405 nm/ex 488 nm) in tsGFP1-mito-expressing cells before and after CCCP treatment at 37 °C. Scale bars indicate 10 μm (whole image) and 3 μm (inset). Image data courtesy of Shigeki Kiyonaka Ph,D, Yasuo Mori Ph,D Molecular Biology Field, Department of Synthetic Chemistry and Biological Chemistry, Kyoto University.(Left) CFP, (Right) YFP FRET
(Left) Raw CFP/YFP ratio, (Right) IMD of CFP/YFP ratio
Cardiomyoctye Image data courtesy of Yusuke Niino and Atsushi Miyawaki, Cell Function Dynamics, Brain Science Institute of RIKEN.
Rolling Average Processing
High-speed scanning at low laser power to avoid phototoxicity often decreases the signal-to-noise ratio. With rolling average post-processing, users have the flexibility to adjust high-speed time-lapse images while maintaining the time scale and keeping the original data.
(Left) Raw 30 fps data acquired at low laser power (0.05%, 488 nm). (Right) Rolling average processing (10 frame) on 30 fps data acquired at low laser power.
Object Tracking
In time-lapse imaging, moving objects can be automatically detected, tracked, and analyzed. cellSens software’s tracking function provides a powerful and intuitive tool to quantify dynamic processes such as cell movement and division.
Bioluminescence of RA-induced differentiating cells at day 12 from Bmal1:luc stably transfected ES cells Image data courtesy of: Kazuhiro Yagita, M.D. Ph.D. Department of Physiology and Systems Bioscience, Kyoto Prefectural University of Medicine Reference: Proc Natl Acad Sci U S A. 107(8): 3846–3851（2010）
Accurate Time-lapse Imaging
Maintain Focus with Z-Drift Compensation (ZDC) System
The IX3-ZDC2 Z-drift compensator uses minimally-phototoxic infrared light (laser class 1) to identify the location of the sample plane. One-shot autofocus (AF) mode enables several focus positions to be set as desired for deeper samples, enabling efficient Z-stack acquisitions in multiposition experiments. The continuous AF mode keeps the desired plane of observation precisely in focus, avoiding focus drift due to temperature changes or the addition of reagents, making it ideal for measurements that require more stringent focusing. Furthermore, the increased optical offset enables continuous AF with plastic vessels or with dry objectives. The Z-drift compensator is also compatible with silicone objectives (in AF mode).
Stage Control for Multi-Area Time-lapse, Microplate, and Stitching
Multi-area time-lapse and stitching provide robust and accurate time-lapse data, and enable users to generate detailed overview images to see their data in context. The well navigator function provides sophisticated, intuitive controls for a wide range of cell culture vessels and custom plates.
Stable Time-Lapse Imaging with the IX83 Microscope
A Z-drive guide installed near the revolving nosepiece combines high thermal rigidity with the stability of a wraparound structure to significantly reduce the impact of heat and vibration and improve the quality of time-lapse imaging.
Hard Disk Recording
The microscope comes equipped with a hard-disk drive (HDD) recording function. The images are stored automatically in the HDD. Large volumes of data, such as those obtained from long-term time-lapse imaging, can be easily collected.
High Contrast under Bright Conditions
The umbra unit is designed specifically for fluorescence observation under bright room conditions. It efficiently blocks out room light, enhances the contrast of fluorescence, and enables clear fluorescence observation without the need for a dark room.
Reduce Complexity with the Sequence Manager
With the Sequence Manager software module, complex protocols are handled with ease and accurate timing. Multi-day time-lapse experiments are controlled with microsecond scan accuracy and millisecond sequence execution accuracy. Various protocols, such as time-lapse with different time intervals, switching between high and low magnification, and photo-stimulation between imaging by FRAP or FRET (acceptor photobleaching), can be performed.
Life Science Analysis
The cellSens Life Science Analysis module enables analysis of images from FRAP or FRET experiments. In FRAP, τ/2 and the Mobile/ Immobile fraction can be estimated by fitting the curve of luminosity change caused by fluorescence recovery after bleaching. FRET enables the measurement of FRET efficiency by acceptor photobleaching, ratio imaging, and sensitized emission.
Superior Objectives
Silicone Immersion Objectives for Live Cell Imaging Deliver High-Resolution Observation at Depth
Olympus offers four high NA silicone immersion objectives that deliver excellent performance for live cell imaging. The refractive index of silicone oil (ne≈1.40) is close to that of living tissue (ne≈1.38), enabling high-resolution observations deep inside living tissue with minimal spherical aberration caused by refractive index mismatch. Silicone oil does not dry out or harden, so there is never a need to refill oil, making it ideal for extended time-lapse observations.
Water immersion objective (Left), Silicone immersion objective (Right)
In deep tissue observation, image quality depends on keeping the refractive index of the sample and immersion medium as close to each other as possible. When working with a silicone immersion objective, the difference between the refractive index of the samples and silicone oil is minimal, thus enabling brighter fluorescence images with higher resolution for deep tissue observation.
UPLSAPO30XS: For a broader view and greater depth Magnification: 30X, NA: 1.05 (silicone oil immersion), W.D.: 0.8 mm, cover glass thickness: 0.13 – 0.19 mm, operating temperature: 23 – 37 °C
UPLSAPO40XS : For a good balance between field of view and resolution Magnification: 40X, NA: 1.25 (silicone oil immersion), W.D.: 0.3 mm, cover glass thickness: 0.13 – 0.19 mm, operating temperature: 23 – 37 °C
UPLSAPO60XS2: For 3D observations with superior resolution Magnification: 60X, NA: 1.30 (silicone oil immersion), W.D.: 0.3 mm, cover glass thickness: 0.15 – 0.19 mm, operating temperature: 23 – 37 °C
UPLSAPO100XS: For greater brightness at depth in closely defined regions Magnification: 100X, NA: 1.35 (silicone oil immersion), W.D.: 0.2 mm, cover glass thickness: 0.13 – 0.19 mm, operating temperature: 23 – 37 °C
PLAPON60XOSC2: Enhance the Reliability of Colocalization Analysis with a Low Chromatic Aberration Objective
This oil immersion objective minimizes lateral and axial chromatic aberration in the 405–650 nm spectrum. Colocalization images are acquired reliably and images are measured with superior positional accuracy. The objective also compensates for chromatic aberration through near infrared up to 850 nm, making it the ideal choice for quantitative imaging.
Low Chromatic Aberration Objective Magnification: 60X NA: 1.4 (oil immersion) W.D.: 0.12 mm Chromatic aberration compensation range: 405 – 650 nm Optical data provided for each objective.
Performance Comparison of the PLAPON60XOSC2 and the UPLSAPO60XO
Reduce Spherical Aberration
The correction collar adjusts the lens position of objectives to correct the spherical aberration caused by refractive index mismatch, resulting in the improvement of image quality, such as resolution, brightness and contrast. The correction collar is especially necessary for objectives with high NA when they are used for super resolution imaging, because they are greatly affected by spherical aberration. The remote correction collar unit is useful for easy adjustment and improvement of the image quality, and operable on all UIS2 objectives which have a correction collar.
Choose the Frame That Suits Your Application
Inverted microscope
Suitable for observing cells cultured in a vessel.
The Z-drift compensator enables time-lapse observations that remain in focus.
Maintain the environmental conditions of cultured cells by adding a stage-top or full enclosure incubator.
Upright microscope (configured for imaging)
Optimized for fixed tissue and glass slide specimens.
Motorized 7-position nosepiece and condenser enable automated transitions from low to high magnification.
Upright microscope (configured for electrophysiology)
Ample space around the objectives enables patch-clamp devices to be installed.
Add additional space by lowering the stage position for experiments that require large sample handling.
Swing and slider nosepieces are available so objectives can be easily changed without interfering with the patch-clamp set-up.
Intuitive Software
Customizable and saveable layouts make it easy to tailor the interface to your workflow and experiment needs, from basic to complex.
Layout
Start by selecting your preferred display with specific tools for basic to complex acquisition.
Acquisition Condition
Reload settings that were ideal for your last experiment to provide consistency.
Acquisition
Activate basic to complex acquisitions with live ratio, intensity modulated display, quantitative region of interest (ROI) graphing or spectral unmixing display, and data backup for added security.
Viewer
Review data as it is generated. Generate 3D and 4D views and animations to explore and share data in depth.
Analysis
Extract data from images using online or offline processing. Analytical tools include Olympus super resolution technology (FV-OSR) and powerful cellSens software with features such as deconvolution, filtering, count and measure, and one-click macros.
LEXT OLS4500은 광학 현미경, 레이저 현미경(LSM), 프로브 현미경(SPM)을 한 대에 결합한 복합 현미경입니다. 관찰 배율은 수십 배에서 수백만 배까지 광범위한 영역을 커버하고 관찰 포인트를 잃는 일 없이 원활하게 밀리미터부터 나노미터까지 관찰 및 측정이 가능합니다.
OLS4500이 실현하는 새로운 솔루션
한번 잡은 타겟은 절대 놓치지 않는다.
전동 리볼버로 배율, 관찰 방법 전환
저배율에서 고배율 관찰이 가능한 4 개의 대물 렌즈와 SPM 장치를 전동 리볼버에 장착하여 배율과 관찰 방법을 원활하게 전환 할 수 있어 관찰 대상을 잃을 일이 없이 바로 나노미터까지 검색 할 수 있는 현미경입니다.
광 범위의 배율과 다양한 관찰 방법으로 관찰 대상을 쉽게 발견 할 수 있습니다.
첨단 광학 기술이 뒷받침된 다양한 관찰 방법과 저배율부터 고배율까지 관찰 대상을 쉽게 찾을 수 있습니다. 또한 광학 현미경으로는 보이지 않는 관찰 대상을 레이저 현미경으로 찾을 수 있습니다. 레이저 미분 간섭 (DIC) 관찰에서는 나노 수준의 미세 요철의 라이브 관찰도 가능합니다.
미분간섭 (DIC) 관찰
명시야 관찰( IC 패턴)
레이저 미분간섭(DIC) 관찰
샘플 세팅부터 이미지 획득까지, 작업시간을 획기적으로 단축
샘플 세팅 이후의 모든 작업을 1대의 장치로 수행 할 수 있습니다. 관찰대상을 신속, 정확하게 SPM 현미경 모드로 가져올 수 있기 때문에, 한 번의 스캐닝 영역 내에서 원하는 SPM 이미지를 얻을 수 있습니다.
일체형이기 때문에 샘플을 옮길 필요 없이 배율 및 관찰 방법을 교체하여 하나의 현미경으로 유연하게 대응 가능합니다.
OLS4500은 광학 현미경, 레이저 현미경, 프로브 현미경의 일체형이기 때문에 샘플을 옮길 필요 없이 세 가지의 현미경을 자유 자재로 전환하며 관찰 및 평가가 가능합니다. 각각이 가진 뛰어난 기능으로 효율적인 최적의 결과 값을 얻을 수 있습니다.
OLS4500에서 가능한 원할한 관찰과 측정
관심 영역을 바로 찾는 것이 가능
광학 현미경의 다양한 관찰법을 이용하여 빠르게 관찰 대상을 찾아낼 수 있습니다.
광원으로 백색 LED를 사용하기 때문에, 색 재현성이 뛰어난 고해상도 컬러 이미지를 볼 수 있습니다. 4개의 대물 렌즈로 저배율에서 고배율까지 관찰이 가능합니다. OLS4500은 광학 현미경의 기능을 최대한 활용하여 가장 많이 사용되는 명시야관찰 (BF)을 비롯해 미세한 요철에 컨트라스트를 넣어 입체적으로 시각화하는 미분간섭관찰 (DIC), 샘플의 편광특성이 색으로 표현되는 간이 편광 관찰이 가능합니다. 또한 노출시간을 바꾸어 여러장의 이미지를 촬영, 합성 하는 것으로 밸런스가 좋은 밝기와 향상된 텍스처의 이미지를 보여주는 HDR기능(High Dynamic Range)을 이용 할 수 있습니다. 다양한 관찰 방법으로 신속하게 관심 영역을 찾을 수 있습니다.
가장 널리 사용되는 관찰 방법입니다. 자연스러운 이미지와 사실적인 칼라 재현. 컨트라스트가 있는 샘플의 관찰에 적합합니다.
명시야에서는 보이지 않는 샘플의 미세한 단차를 시각화합니다. 금속조직, 하드디스크 및 웨이퍼 연마 표면 같은 거울위의 스크레치나 이물질 관찰에 적합합니다.
편광 (특정 진동 방향을 갖는 빛)을 조사하여 샘플의 편광 특성 (굴절률 등)을 시각화합니다. 금속 조직, 무기물, 반도체 재료 등의 관찰에 적합합니다.
노출 시간을 바꾸어 여러 장의 사진을 찍어 합성하는 것으로, 밝은 부분, 어두운 부분을 균형있게 볼 수 있습니다. 또한 텍스처 (표면 상태)를 강조함으로써 세밀한 관찰이 가능합니다.
LSM은 광학 현미경으로는 보이지 않는 것을 가능하게 합니다.
405nm 짧은 파장의 레이저 광원과 높은 N.A의 전용 대물렌즈를 사용하여, 높은 평면 분해능을 가집니다. 광학 현미경으로는 보이지 않았던 관찰대상을 선명한 이미지로 관찰하는 것이 가능합니다. 레이저 미분간섭(DIC)은 나노미터의 마이크로영역 표면의 실시간 관찰도 가능합니다.
명시야 관찰
(유리판 위의 이물질)
레이저 DIC 관찰
【접근법】관심 영역에 정확하고 빠르게 접근하여 SPM으로 관찰
관찰 대상을 놓치지 않고 원할하게 관찰 가능
저배율에서 고배율 관찰이 가능한 4개의 대물 렌즈와 소형 SPM 장치를 전동 리볼버에 장착. 광학현미경 또는 레이저 현미경 50배, 100배의 실시간 관찰에서는 SPM 스캔범위가 시야의 중심에 표시되므로 관찰 포인트를 이 위치에 맞춘 후, 프로브현미경으로 전환 하는 것만으로 관찰대상에 정확하게 접근 할 수 있습니다. 따라서 원하는 이미지를 한번의 SPM 스캔으로 획득할 수 있고, 작업의 효율성과 캔틸레버의 소모를 줄일 수 있습니다.
SPM 관찰로 쉽게 전환 하기 위한 안내 기능
캔틸레버 설치, 스캔 범위 설정 등 프로브 현미경으로 관찰하는 데 필요한 준비는 안내 화면에 따라 수행 할 수 있어, 경험이 적은 사람이라도 안심하고 작업을 할 수 있습니다.
【나노미터 접근 측정】간단한 조작으로 빠른 측정이 가능
노이즈 감소를 위해 새롭게 개발된 SPM 헤드
OLS4500에서는 전동 리볼버에 장착하는 대물 렌즈 형 SPM 헤드를 사용. 대물 렌즈와 캔틸레버 끝을 동축, 동초점으로 배치하여, SPM 관찰로 전환 하더라도 관찰 포인트를 잃지 않습니다. 또한 새로 개발한 소형 SPM 헤드는 강성을 높여 기존제품보다 이미지의 노이즈를 줄이고 응답성을 향상 시켰습니다.
네비게이터 기능으로 SPM 이미지를 자유자재로 확대
네비게이터 기능은 프로브 현미경에서 얻은 이미지의 필요한 부분을 더 크게 확대하여 관찰 할 수 있습니다. 이미지에서 확대 범위를 커서로 설정하여 스캔을 시작하는 것 만으로 원하는 SPM 이미지를 얻을 수 있습니다. 스캔 범위는 자유롭게 설정할 수 있으므로 관찰 · 측정 효율성이 크게 향상됩니다.
네비게이터 기능 10μmx10μm의 이미지에서 3.5μmx3.5μm의 범위를 확대
다양한 요구 사항을 충족하는 분석 기능
곡률 측정 (하드 디스크 핏)
각종 측정 모드에서 얻은 이미지는 목적에 따른 분석이 가능하며, 측정 결과는 CSV 형식으로 출력 할 수 있습니다. OLS4500는 다음의 분석 기능이 있습니다.
단면 형상 분석 (곡률 측정, 협각 측정)
거칠기 분석
형태 분석 (면적, 표면적, 체적, 높이, 히스토그램 값, 베어링 비율 값)
평균 단차 측정 (라인 지정, 크기 지정)
입자 분석 (옵션)
가이드 화면으로 따라하기 쉬운 6개의 SPM 측정 모드
접촉 모드
캔틸레버와 샘플 사이에서 작동하는 반발력이 일정하게 되도록 제어하면서 캔틸레버를 정적으로 스캔하며 샘플의 높이를 이미지화 시키다. 힘 곡선 측정에도 사용 할 수 있습니다.
금속 얇은 필름
다이나믹 모드
캔틸레버를 공진 주파수 근처에서 진동시켜 진폭이 일정하게 되도록 Z축 방향의 거리를 제어하는 것으로, 샘플의 높이를 이미지화 시킨다. 특히 고분자 화합물 같은 부드러운 표면 샘플 및 점착성이 있는 샘플에 적합합니다.
알루미늄 표면
위상 모드
다이나믹 모드에서 스캐닝하는 동안 캔틸레버 진동의 위상 지연을 감지합니다. 샘플 표면의 물리적 특성의 차이를 이미지화 할 수 있습니다.
고분자 필름
전류 모드
샘플에 바이어스 전압을 인가하여 캔틸레버와 샘플 사이에 흐르는 전류를 감지하여 이미지화시킵니다. 또한 I / V 측정도 가능합니다.
Si 기판위의 SiO2 패턴 샘플입니다. 높이 이미지 (왼쪽)으로 노랗게 보이는 부위가 SiO2입니다. 전류 이미지 (오른쪽)는 청색 (전류가 흐르지 않는 부위)에 표시되어 있습니다. 기판위에도 흐르지 않는 부분이 있다는 것을 알 수 있습니다.
표면 전위 모드 (KFM)
전도성 캔틸레버를 이용하여 교류 전압을 인가하여 캔틸레버와 샘플 표면 사이에 작용하는 정전기의 힘을 감지하고 샘플 표면의 전위를 이미지화 시킵니다. KFM (Kelvin Force Microscope)라고도합니다.
자기 테이프 샘플. 전위 상은 수백 mV의 전위차가 샘플 표면에 분포되어 있음을 알 수 있습니다. 이러한 전위의 분포는 테이프 표면에 존재하는 윤활 층의 불규칙을 나타내고 있다고 간주 됩니다.
자력 모드 (MFM)
자력을 갖는 캔틸레버를 위상 모드에서 검사하여, 진동 하는 캔틸레버의 위상 지연을 감지하고 샘플 표면의 자기 정보를 이미지화 시킵니다. MFM (Magnetic Force Microscope)라고도 합니다.
하드 디스크 표면 샘플. 자성의 분포를 이미지로 볼 수 있습니다.
레이저 현미경으로 다양한 샘플을 유연하게 대응
85°이상의 경사도 이미지
OLS4500의 높은 해상도와 405nm의 광학시스템에 맞게 설계된 전용렌즈의 채택으로 기존에 측정 불가능했던 급경사면의 이미지를 손쉽게 취득할 수 있습니다.
LEXT전용 대물 렌즈
급경사면의 면도칼
높은 분해능을 가진 마이크로 프로파일 측정
405nm의 단파장 레이저 빛과 높은 N.A의 전용 대물 렌즈 사용으로 최대 0.12μm의 평면 분해능을 실현. 샘플 표면의 서브 마이크론 측정이 가능합니다. 또한 고정밀 리니어 스케일과 올림푸스 만의 밝기 감지 기술은 서브 마이크론에서 수백 마이크론의 높이 차이를 감지 할 수 있습니다. 또한 레이저 현미경에 의한 측정은 측정기 2 가지 지표인 ‘정확도'(참값에 근접)과 ‘반복성'(편차의 작음) 모두의 성능을 보장하고 있습니다.
0.12 μm 선 과 공간 패턴
(MPLAPON50XLEXT)
STEP 높이 표준 B 타입, PTB-5, 독일, 마이크로 전자 연구소 6nm 단차를 감지
광범위의 영역에서 임의의 캡처 이미지 지정
고배율의 이미지에서는 시야범위가 좁아지지만, 스티칭기능으로 최대625장까지 이미지를 붙여 높은 분해능과 넓은 시야범위로 이미지 데이터를 얻을 수 있습니다. 또한 넓은 시야 이미지로 3D 디스플레이 및 3D 측정이 가능합니다.
마이크로 영역의 표면 거칠기를 비접촉으로 측정
기존의 선 거칠기 측정에서 보다 정보량이 많은 평면 거칠기 측정이 가능
최근 산업 제품의 크기와 무게의 지속적인 감소로, 이를 구성하는 부품도 소형화 되고 있습니다. 이러한 경향은 표면 거칠기 측정뿐만 아니라, 형상 측정에서도 중요성이 증가하고 있습니다. 이러한 시장의 요구를 반영하여 ISO에서 규정하는 3D 표면 질감 측정 장치 (ISO 25178-6)의 목록에 LSM과 AFM을 추가했습니다. 이 비접촉 표면 거칠기 측정은 (삭제) 기존의 접촉 표면 거칠기 측정기와 같은 공식적인 평가 기준으로 인정된다는 것을 의미합니다. OLS4500은 ISO에 적합한 거칠기 파라미터를 제공합니다.
표면 거칠기 측정의 거칠기 분포와 특징을 자세히 파악
비접촉 표면 거칠기 측정은 평면 거칠기뿐만 아니라 선 거칠기를 얻을 수 있습니다. 표면 거칠기 측정은 샘플 표면에서 설정 한 영역의 분포와 특징을 파악할 수 있으며, 3D 이미지와 대조 한 평가가 가능합니다. OLS4500은 LSM 또는 SPM 기능을 사용하여 표면 거칠기를 측정 할 수 있습니다. 이 두 기능은 샘플 속성 혹은 관찰 목적에 따라 구분하여 사용할 수 있습니다.
(좌) 레이저 현미경에 의한 표면 거칠기 (105μm x 105μm)본딩 패드 (우) 프로브 현미경에 의한 표면 거칠기 (10μm x 10μm)
LEXT OLS4500 파라미터
파라미터 호환성
OLS4100은 접촉식 표면 거칠기 측정기와 같은 거칠기 (2 차원) 파라미터를 보유하고 있습니다. 접촉식 표면 거칠기 측정기와 같은 조작성, 호환 측정 결과를 얻을 수 있습니다.
차세대 파라미터에 대응
OLS4500은 ISO25178 규격 거칠기 (3 차원) 파라미터를 보유하고 있습니다. 평면 영역에서 평가를 실시하는 것으로, 높은 신뢰성이 있는 분석이 가능합니다.
OLS4500의 현미경 기술
광학 현미경의 원리와 특징
명시야 관찰은 색상 정보를 제공 합니다. 잉크젯 점.
가시 광선 영역 (400-800 nm의 파장)을 사용하여 광학 현미경 이미지를 1000배 정도의 배율로 관찰 할 수 있습니다. 광학 현미경의 특징은 샘플이 가지는 색을 그대로 관찰 할 수 있으며 관찰 방법을 바꾸는 것으로 요철을 강조하거나 물질의 특성 (편광 특성)을 이용한 관찰을 할 수 있다는 것 입니다. OLS4500에서는 다음 관찰 방법이 가능합니다.
간이 편광 관찰 편광(특정 진동 방향을 갖는 빛) 빛을 사용하여 샘플의 편광 속성을 시각화
레이저 스캐닝 현미경의 원리와 특징
마이크로 영역 때의 관찰과 측정이 가능한 LSM(Laser Scanning Microscope)
레이저 현미경의 고해상도 XY스캐닝(이미지)
광학 현미경의 평면 분해능은 사용하는 빛의 파장에 크게 의존합니다. 단파장의 레이저 빛을 사용하는 레이저 현미경은 가시 광선을 사용하는 기존의 현미경에 비해 평면 분해능이 뛰어납니다. OLS4500는 405nm의 단파장 반도체 레이저를 사용하며, 높은 개구 수 (NA) 전용 대물 렌즈, 공 초점 광학계를 결합하여 최대 0.12μm의 평면 분해능을 실현하고 있습니다. 또한 올림푸스 만의 2 차원 스캐너에 의한 XY 스캐닝 기능에서 최대 4096 픽셀 x 4096 픽셀의 고해상도 스캔을 가능하게 하고 있습니다.
뛰어난 높이 측정 능력
단차 측정
레이저 현미경은 단파장 반도체 레이저와 공 초점 광학계를 사용하여 초점이 맞는 반사광을 감지하고 초점이 맞지 않는 부분의 반사광은 제외됩니다. 정밀 리니어 스케일과 결합하여 정확한 3 차원 측정이 가능합니다.
프로브 현미경의 원리와 특징
나노 레벨의 세계를 시각화 하는 프로브 현미경(SPM : Scanning Probe Microscope)
프로브 현미경의 원리
끝 곡률이 10nm 정도의 미세한 탐침 (프로브)을 샘플 표면에 접근 시켜 샘플 사이에 발생하는 역학적 · 전기적 상호 작용을 감지하면서 스캐닝하여 3 차원 적으로 관찰하는 현미경을 총칭하여 프로브 현미경 (SPM)라고 합니다. 대표적인 것으로 탐침과 샘플 표면 사이에 작용하는 인력과 척력을 감지하여 스캔 이미지를 얻는 원자 힘 현미경 (AFM : Atomic Force Microscope)이 있습니다. 나노 수준에서 관찰하는 것으로, 샘플의 모습을 세밀하게 파악할 수 있습니다.
캔틸레버 스캐닝으로 나노를 관찰
SPM Sensor의 광학 경로
OLS4500은 끝에 탐침 (프로브)을 배치 한 캔틸레버의 미세한 굴곡 량 (변위)를 고감도로 검출하는 광 지렛대 방식을 사용. 레이저 빛을 캔틸레버 후면에 반사시켜 광 검출기의 일정한 위치에 맞게 압전 소자에서 Z축으로 구동시켜 미세한 Z축 방향의 변위를 정확하게 읽습니다.
다양한 모드에서 표면 형상과 물리적 이미지화
폴리머 필름
프로브 현미경의 다양한 모드는 샘플 표면 형상 관찰, 측정, 또한 물리적 특성의 분석이 가능합니다. OLS4500는 다음 모드를 지원합니다.
접촉 모드： 표면 형상을 이미지화 (딱딱한 표면)
다이나믹 모드： 표면 형상을 이미지화 (부드러운 표면, 점성이있는 표면)
위상 모드： 샘플 표면의 물리적 특성의 차이를 이미지화
전류 모드*： 프로브와 샘플 사이에 흐르는 전류를 감지하여 이미지화
표면 전위 모드 (KFM)*： 샘플 표면의 전위를 이미지화
자기력 모드 (MFM)*： 샘플 표면의 자기력 정보를 이미지화 * Optional.
캔틸레버 : 고정밀, 고품질 이미지의 핵심
탐침 (프로브)은 길이 100μm에서 200μm 정도의 얇은 판 모양 캔틸레버 끝으로 형성되어 있습니다. 캔틸레버는 샘플에 따라 용수철 상수, 공진 주파수를 선택합니다. 스캔 반복에 따라 탐침 (프로브)은 마모하기 때문에 필요에 따라 혹은 정기적으로 캔틸레버 팁을 교체합니다.
The OLS5000 laser confocal microscope precisely measures shape and surface roughness at the submicron level. Data acquisition that’s four times faster than our previous model delivers a significant boost to productivity.
High-resolution, precise imaging
With the capability to make accurate 3D measurements on a wide range of sample types, the system delivers reliable data for quality assurance and process control.
Excellent lateral resolution
The 405 nm violet laser and dedicated high-NA objectives make it possible to capture fine patterns and defects that conventional optical microscopes, white-light interferometers, or red laser-based microscopes are unable to detect.
Red type (658 nm: 0.26 μm line & space)
Violet type (405 nm: 0.12 μm line & space)
Uniform measurement values
Dedicated LEXT objectives can accurately measure peripheral areas that would otherwise get distorted.
Conventional objectives
LEXT objectives
Newly developed MEMS Scanner
New MEMS scanner performs accurate X-Y scanning with low scan trace distortion and minimal optical aberrations.
4K scan technology
The 4K scan technology scans 4,096 pixels — four times more than our previous model — in the X-axis direction. The OLS5000 microscope can detect slopes that are almost vertical as well as very low steps without image correction.
Capturing the true shape
Because conventional laser microscopes use standard image processing techniques such as smoothing to eliminate noise, they sometimes lose accurately measured fine height irregularities along with the noise. The OLS5000 microscope employs Olympus’ Smart Judge algorithm to automatically detect only reliable data, facilitating accurate measurements without losing fine height irregularity data.
Designed for use in the steel, automotive, electronics, and other manufacturing industries, the GX53 microscope delivers crisp images that can be difficult to capture using conventional microscopy observation methods. When combined with OLYMPUS Stream image analysis software, the microscope streamlines the inspection process from observation to image analysis and reporting.
Fast Inspections, Advanced Functionality
Quickly observe, measure, and analyze metallurgical structures.
Advanced Analysis Tools
1. Combined observation methods produce exceptional images
2. Easily create panoramic images
3. Create all-in-focus images
4. Capture both bright and dark areas
Optimized for Material Science
1. Software designed for materials science
2. Metallurgical analysis that complies with industrial standards
Userfriendly
Even novice operators can comfortably make observations, analyze results, and create reports.
1. Easily restore microscope settings
2. User guidance helps simplify advanced analysis
3. Efficient report generation
Advanced Imaging Technology
Our proven optics and imaging technology deliver clear images and reliable results.
1. Reliable optical performance: wavefront aberration control
2. Clear images: image shading correction
3. Consistent color temperature: high-intensity white LED illumination
4. Precise measurements: auto calibration
Modular
Choose the components you need for your application.
1. Build your system your way: fully customizable system with a variety of optional components
The MX63 and MX63L microscope systems are optimized for high-quality inspections of wafers as large as 300 mm, flat panel displays, circuit boards, and other large samples. Their modular design enables you to choose the components you need to tailor the system to your application.
These ergonomic and user-friendly microscopes help increase throughput while keeping inspectors comfortable while they do their work. Combined with OLYMPUS Stream image analysis software, your entire workflow, from observation to report creation, can be simplified.
Functional
Leading-Edge Analysis Tools
The MX63 series’ versatile observation capabilities provide clear, sharp images so users can reliably detect defects in their samples. New illumination techniques and image acquisition options within OLYMPUS Stream image analysis software give users more choices for evaluating their samples and documenting their findings.
The Invisible Becomes Visible: MIX Observation and acquisition
MIX observation technology produces unique observation images by combining darkfield with another observation method, such as brightfield, fluorescence, or polarization. MIX observation enables users to view defects that are difficult to see with conventional microscopes. The circular LED illuminator used for darkfield observation has a directional darkfield function where only one quadrant is illuminated at a given time. This reduces a sample’s halation and is useful for visualizing a sample’s surface texture.
Structure on semiconductor wafer
Condenser
Easily Create Panoramic Images: Instant MIA
With multiple image alignment (MIA), users can stitch images together quickly and easily simply by moving the KY knobs on the manual stage—a motorized stage is not necessary. OLYMPUS Stream software uses pattern recognition to generate a panoramic image, giving users a wider field of view.
Instant MIA image of a coin
Create all-in-focus images: EFI
The Extended Focus Imaging (EFI) function within OLYMPUS Stream captures images of samples whose height extends beyond the depth of focus of the objective and stacks them together to create one image that is all in focus. EFI can be executed with either a manual or motorized Z-axis and creates a height map for easy structure visualization. It is also possible to construct an EFI image while offline within Stream Desktop.
Stud bump on an IC chip
Capture Both Bright and Dark Areas Using HDR
Using advanced image processing, high dynamic range (HDR) adjusts for differences in brightness within an image to reduce glare. HDR improves the visual quality of digital images thereby helping to generate professional-looking reports.
From Basic Measurement to Advanced Analysis
Measurement is essential to quality and process control and inspection. With this in mind, even the entry-level OLYMPUS Stream software package includes a full menu of interactive measurement functions, with all measurement results saved with image files for further documentation. In addition, the OLYMPUS Stream Materials Solution offers an intuitive, workflow-oriented interface for complex image analysis. At the click of a button, image analysis tasks can be executed quickly and precisely. With a significant reduction in processing time for repeated tasks, operators can concentrate on the inspection at hand.
Efficient Report Creation
Creating a report can often take longer than capturing the image and taking the measurements. OLYMPUS Stream software provides intuitive report creation to repeatedly produce smart and sophisticated reports based on pre-defined templates. Editing is simple and reports can be exported to Microsoft Word or PowerPoint software. In addition, OLYMPUS Stream software’s reporting function enables digital zooming and magnification on acquired images. Report files are a reasonable size for easier data exchange by email.
Stand-Alone Camera Option
Using a DP22 or DP27 microscope camera, the MX63 series becomes an advanced stand-alone system. The cameras can be controlled via a compact box that requires only minimal space, helping users maximize their laboratory space while still capturing clear images and making basic measurements.
Advanced Designed to Support Cleanroom Conformity
The MX63 series is designed to work in a cleanroom and has features that help minimize the risk of contaminating or damaging samples. The system has an ergonomic design that helps keep users comfortable, even during prolonged use. The MX63 series complies with international specifications and standards, including SEMI S2/S8, CE, and UL.
Optional Wafer Loader Integration ― AL120 System*
An optional wafer loader can be attached to MX63 series to safely transfer both silicon and compound semiconductor wafers from a cassette to the microscope stage without using tweezers or wands. Renowned performance and reliability enable safe, efficient front and back macro inspections while the loader helps improve productivity in the laboratory.
MX63 combined with the AL120 wafer loader (200 mm version)
Fast, Clean Inspections
The MX63 series delivers contamination-free wafer inspections. All motorized components are housed in a shielded structure, and antistatic processing is applied to the microscope frame, tubes, breath shield, and other parts. The rotation speed of the motorized nosepieces is faster and safer than manual nosepieces, decreasing the time between inspections while keeping the operator’s hands below the wafer, reducing potential contamination.
System Design Achieving Efficient Observations
The XY stage is capable of both coarse and fine stage movements thanks to the combination of a built-in clutch and the XY knobs. The stage helps make observations efficient, even for large samples, such as 300 mm wafers. The tilting observation tube’s extensive range enables operators to sit at the microscope in a comfortable posture.
System Design Achieving Efficient Observations
The XY stage is capable of both coarse and fine stage movements thanks to the combination of a built-in clutch and the XY knobs. The stage helps make observations efficient, even for large samples, such as 300 mm wafers. The tilting observation tube’s extensive range enables operators to sit at the microscope in a comfortable posture.
Accepts All Wafer Sizes
Wafer holders and glass plates
The system works with various types of 150–200 mm and 200–300 mm wafer holders and glass plates. Should the size of the wafters change on the production line, the microscope’s frame can be modified at minimal cost. With the MX63 series, different stages can be used to accommodate 75 mm, 100 mm, 125 mm, and 150 mm wafers on the inspection line.
청정도는 많은 산업, 제약 및 의료 장비 분야에서 매우 중요합니다.
청정도는 모든 제품 공정과 기술 구성요소의 기능 생명 주기에 영향을 미칠 수 있으며 모든 제품은 잔여물과 입자 검출에 대한 특정한 요구 사항을 가지고 있으므로 궁극적으로 제품 및 생산 공정의 품질 개선을 위해 사용될 수 있습니다.
올림푸스 “Particle Inspector” 는 완전히 자동화된 입자 분석, 분류 및 문서화에 대한 포괄적인 시스템입니다. 이 시스템은 현미경, 디지털 카메라 와 컨트롤러를 포함한 전동 스테이지 그리고 입자 분석 소프트웨어로 구성되어 있습니다. 입자의 임계값 기반의 평가는 입자의 영역, 크기, 형상, 위치, 밀도와 휘도와 같은 입자의 특정한 측정 항목을 제공하며 제한되어 선택된 영역 및 개체 분류로 평가할 수도 있습니다. 프레임 독립 검출은 복잡한 데이터 설정들을 최소화하면서 필드 밖의 입자들을 합쳐 주고 정확하게 정량화 합니다.
또한 올림푸스 자동화 필터 검사 시스템, 자동화된 입자 분석 시스템은 여러 가지 스캔 경로 및 예측 포커스 지도 정의 뿐만 아니라 추가적인 측정 항목들도 고려합니다. 현미경은 BX 정립형 현미경 (고 분해능 및 1마이크로미터보다 큰 작은 입자의 인식을 위해서) 과 SZX 연구용 실체 현미경 (큰 입자 및 빠른 검사를 위해)을 사용합니다.
Features and Benefits:
Fast, accurate and repeatable particle counting and classification
Hands free operation requires no operator intervention
Fully automated with integrated microscope, camera, stage and software
Automated background correction
Flexible detection for particles down to the micron level
Complete archiving of all data
Automated report generation
International standards compliant : VDA 19, ISO 16232-10, ISO 4406/4407, NF-E-48-651/655, STD 107-0002, US 788
Microscopy in bioscience has progressed from the purely structural characterisation of fixed cells towards the investigation of processes in living cells with recent advances in fluorescence technology. Static morphological observation can now be complemented by the characterisation of the 3-D architecture of cellular structures and the real-time investigation of dynamic molecular processes in living cells. Newly developed fluorescence methods such as TIRF and FRET microscopy or GFP labelling are pushing the frontiers and widening the scope of bio-imaging.
Time-lapse Imaging
Dynamic processes such as cell growth, metabolic transport and signal transduction are monitored routinely nowadays. The duration of such processes may vary from the sub-second range to hours or even days. Consequently it may be necessary to take several images per second or just one image every couple of minutes.
Cell division in the early C. elegans embryo, microtubules in red, DNA in blue.
Courtesy of K. Oegema, T.Hyman group, Max-Planck Institut, Dresden, Germany.
Multi-colour and GFP Imaging
The development of a growing list of specific fluorochromes covering the entire colour range enables the scientist to image and distinguish different sub-cellular structures simultaneously within one experiment through the use of multiple staining. If this is combined with time-lapse acquisition, the illumination unit of the microscope must be able to switch quickly between excitation wavelengths
Z-sectioning and Multi-dimensional Imaging
Microscopy is basically a two-dimensional observation technique while biological samples are three-dimensional. Therefore, in order to map the entire volume of the specimen, it can be imaged in layers by moving the focal plane in precise steps using a motorised Z-drive or a piezo-electric objective drive.
Ion Imaging / Ratio Imaging / Ca++ Imaging
The fluorescence behaviour of several dyes is dependent on the concentration of certain ions such as calcium (Fura-2) or on the pH value (BCECF). The detection,
quantification and analysis of changes in fluorescence intensity are thus an indirect means to study important physiological processes.
Time-lapse imaging:Fura2-labelled HeLa cells stimulated with APT.
Top : dual-excitation image; below; false-color ratio images revealing increasing calcium concentration.
FRET (Foerster Resonance Energy Transfer)
The measurement of fluorescence energy transfer from a fluorochrome molecule to an adjacent one can be used for the investigation of molecular interactions in cells. It requires the acquisition of images with different excitation and emission wavelengths and sophisticated correction algorithms.
Investigating surfaces without interference from background light can be carried out using Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy. Laser light coupled together with the standard fluorescence excitation allows fast switching between TIRF and wide-field fluorescence applications and can even support simultaneous observation.
cell^tool TIRFM System
cell^tool TIRFM is based on a modular multi-port illuminator for up to three lasers and a MT10 or MT20 widefield fluorescence light source. This extension of the cell^M and cell^R imaging stations allows for laser based high resolution cell surface and membrane studies with the possibility of simultaneous widefield observation. The control of the TIRFM illuminator is integrated into the ‘Experiment Manager’ of cell^M and cell^R software, so in addition to highest quality TIRF observation cell^tool TIRFM offers all the powerful options of the cell* imaging stations.
The cell^tool TIRFM is available as a complete turn-key solution or as an add-on for existing cell^M or cell^R imaging systems.
Cell surface observation without out-of-focus blur Fully integrated into cell^M and ^R imaging stations Combination of up to three lasers plus a MT10/20 fluorescence illumination system Optimised beam alignment on individual laser ports
Single molecule fluorescence detection with TIRFM
Commencing as a challenging problem in physics with the first detection of a single fluorescent molecule in condensed phase at temperatures of liquid helium single molecule fluorescence detection has diversified into a collection of methods applied in various scientific disciplines.
With the advent of ultra sensitive detectors and optical instrumentation and by combination with confocal and TIRFM techniques single molecule detection developed into a feasible approach in life science. Decisive for this adaptability is the possibility to detect single molecule fluorescence at room temperature in solution (e.g. FCS) or on surface membranes of even living cells (TIRFM).
The following experiment conducted on an inverse microscope using the Olympus UAPO150xO/TIRFM objective is an example of the many applications for TIRFM single molecule fluorescence detection:
Single stranded RNA hybridised to a complementary biotinylated DNA, which was immobilised on a BSA-Biotin-Streptavidin coated cover glass. The RNA was mono-labelled with Cy3. Imaging of single molecules was confirmed by single step photo bleaching of the dye. Emission intensity plotted versus time decays immediately after bleaching a single dye molecule (ROIs 2-5), contrary to a group of fluorescent molecules whose emission would decrease in a multistep exponential manner (ROI 1).
Figure 1: Fluorescence intensity (colour coded. Circles mark five regions of interest (ROI). Each ROI (except of ROI 1) contains one single fluorescent molecule as verified by single step photobleaching: See movie with fluorescence intensity recorded over time (to download the film click on figure 1) and corresponding emission intensity curves plotted vs. time for the selected ROIs (Figure 2, bottom of the page).
Total internal reflection (=TIR)
TIR is an optical phenomenon. If light is travelling through a medium with a high refractive index and strikes the interface of an optical medium with a lower refractive index at an angle greater than the critical angle, the incident light will undergo total internal reflection. Under these conditions some light still enters the low refractive index medium as an electromagnetic wave termed the evanescent wave. The intensity of this wave decays exponentially with penetration depth. The average z-expansion is less than 200 nm depending on the wavelength of light, the incident angle and the refractive index of the media. In TIRFM, fluorophores in the sample at a maximum distance of ~100 nm from the coverslip surface are selectively excited. This z resolution of 100 nm is one-fifth of an optical section obtained with a laser scanning confocal microscope. Therefore TIRFM is ideally suited for the observation of processes and structures on or close to the cell surface.
Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy
Total internal reflection (=TIR) is an optical phenomenon. If light is travelling through a medium with a high refractive index and strikes the interface of an optical medium with a lower refractive index at an angle greater than the critical angle, the incident light will undergo total internal reflection. In biological investigations involving living specimen, these prerequisites are met if a laser beam travels through glass, for example a microscope slide (refractive index n = 1.52), towards an aqueous buffer solution or cell surface (n = 1.33 – 1.38). The beam is totally reflected at the interface between the glass and the medium or the cell surface respectively. But the reflected light generates an electromagnetic wave termed the evanescent wave which enters the low refractive index medium. The intensity of this wave decays exponentially with penetration depth along the z-axis. The penetration depth depends on the wavelength of light, the incident angle and the refractive index of the media. The thickness of the optical section that generates fluorescence under TIR can be adjusted by changing the incident angle and has a range between a few hundred and 50 nm at minimum. That is up to one-tenth of an optical section obtained with a confocal laser scanning microscope. Thus in TIRFM, fluorophores close to the coverslip surface can be selectively excited. As in confocal microscopy background fluorescence is nearly absent in TIRFM, because the fluorophore excitation is restricted to the focal plane of the objective. Therefore TIRFM gives high-contrast images of the cell surface with excellent signal-to-background ratio and is ideally suited for the observation of processes and structures on the cell surface and within or close to the plasma membrane.
In contrast, widefield fluorescence microscopy provides limited spatial resolution in z-direction because background fluorescence from outside the focal plane often impedes the detection of small or weakly fluorescent structures.
TIRFM does not require the rather expensive scanning microscope technique because it generates widefield illumination at the specimen surface. It can be performed relatively cost-efficient with inverted fluorescence microscopes equipped with a special episcopic fluorescence illuminator, special high NA objectives and a laser.
Confocal microscopy has the clear advantage in not being restricted to the optical section directly adjacent to the coverslip/specimen interface. However optical sections obtained by TIRFM can be up to one order of magnitude thinner than by confocal microscopy. Further-more, being a widefield technique, TIRFM comprises the considerable advantages of a higher acquisition speed as compared to scanning microscopy.
The TIRF Microscope
TIRFM is a widefield microscopy technique and consequently modified fluorescence microscope set-ups are used. Lasers are commonly employed as illumination sources because the light is coherent, polarised, intense and well collimated. If a special dual port epi-fluorescence condenser is used the change from widefield illumination with a standard arc lamp to the TIRF laser is rapid and straightforward and does not interfere with the beam alignment.
For TIRFM with inverted microscopes, the incident beam is focused off-axis at the objective back focal plane such that it passes the very periphery of the pupil of a highly refractive objective. The objective’s numerical aperture must be at least 1.38 to exceed the refractive index of a living cell. Thus the incident beam emerges from the front lens into the immersion oil in such a way that it reaches the glass/cell interface in a critical angle and undergoes total internal reflection. The off-axis position of the laser beam determines the incident angle and the depth of the evanescent field accordingly. The further off-centre the alignment is, the larger is the angle and the shallower is the evanescent wave.
Olympus offers a range of special TIRF objectives with very high numerical apertures (NA). There are three objectives available with a NA of 1.45 that can be used with conventional immersion oil and cover slips. With the PLAPON60xO/TIRFM-SP, the PLAPO100XO/TIRFM-SP or the new UAPO150xO/TIRFM-SP a penetration depth of the exciting wave around 100 nm is reached. The UAPO150xO/TIRFM is especially designed for single-molecule detection in TIRFM. The APO100XOHR features an unsurpassed NA of 1.65. To match the extreme high NA special high-refraction cover slips and special immersion liquid (diiodomethane) are required. Therefore the objective offers a unique short penetration depth of about 50 nm and high flexibility regarding the marginal angle available for TIR. The 60x and the 150x objec-tives have a temperature correction collar. Common plan apochromatic objectives like 100x with NA = 1.40 can also be employed for TIRFM, but they are less convenient due to the small angle that is available for the total internal reflection.
Applications
The visualisation of molecular interactions on surfaces is of fundamental interest in cell and molecular biology because many molecular transport and signal transduction processes are transmembrane incidents. Examples are binding and triggering of cells by hormones, neurotransmitters and antigens, cell adhesion to surfaces, electron transport in the membrane, cytoskeletal and membrane dynamics, cellular secretion events and vesicular fusion events with membranes. TIRFM is the perfect tool for visualisation of these processes. The extraordinary small depth of field of TIRFM assures that only surface-bound fluorophores are detected. Fluorophores in the surrounding medium remain invisible though they might be in rapid exchange and be present in large excess. This is different from normal widefield illumination where they would create overpowering background fluorescence.
During many experiments it might be desirable to switch rapidly between TIR illumination to observe the surface and standard epi-illumination to investigate the deeper layers of the specimen as well. For example, a transient process may involve simultaneous but not identi-cal processes in the membrane and the cytoplasm. The Olympus BioSystems dualport illuminator for combined TIR and widefield illumination allows the fast and synchronised alternation of the two techniques. The techniques of TIRFM, DIC and other microscopy techniques as FRET, FRAP and FLIM can also be combined.
Cell Software 소개
준비중입니다.
Cell Hardware 소개
Cell Hardware features
1. MT20 광원 장치
Cell 시스템에서 가장 중요한 장치 중 하나인 광원 장치는 MT20 광원 시스템을 사용합니다.
MT20 광원 장치는 두 가지 타입의 램프 (Xeneon 혹은 Xe/Hg)을 사용할 수 있으며 전원 장치가 내장되어 뛰어난 광량의 안정화를 이루었습니다.
또한 내장된 8개의 필터 장착 휠은 고속의 회전으로 즉각적인 필터 변경을 가능케 하며 14단계의 광량 감쇄기 휠 뿐만 아니라 1ms의 고속 셔터도 지원합니다.
MT20 만의 유일한 기능
1. 병렬 처리
– 필터 교체
– 셔터 개폐
– 광량 조절
시편의 Bleaching 감소를 가능하게 합니다.
2. 광원 소스의 안정성 증대
정량 분석에 필수적인 조건
3. 사용자 친화적
도구가 필요하지 않은 필터 장착
[ MT20 광원 시스템의 광학 설계 ]
2. 실시간 제어기 (Real-Time Controller)
Cell 시스템에서 또 하나의 매우 중요한 장치로 이미징 워크스테이션 내의 실시간 제어기 (real time controller)보드가 있습니다.
이 실시간 제어기가 광원 장치, 카메라 및 현미경의 제어를 실시간으로 하드웨어적인 처리를 제어 함으로써 시편의 Bleaching을 극소화 할 수 있습니다.
또한 Time point 기반의 실험에서 1us 단위의 매우 정확한 Time point를 보증할 수 있게 하여 분석 결과의 신뢰성을 높여 줍니다.
[ 실시간 제어기의 이점 ]
A. 필터 휠 (Filter wheel)을 사용한 일반적인 이미징 시스템
하나의 이미지 쌍을 획득하는데 650ms 이상의 시간이 걸림
B. Cell^R 병렬 처리 시스템
Cell^R 실시간 처리기 사용시 최소 2배 이상 빠름
위의 처리 순서 비교 이미지를 보면 셔터 개폐 시간 10ms, 카메라 노출 시간 50ms, 카메라 Readout (데이터 전송) 시간 80ms, 필터 교체 시간 50ms 기준으로 두 시스템간의 차이를 비교 한 것입니다.
일반적인 순차 처리 방식의 시스템의 경우 PC에서의 지연 시간 및 필터 교체등에 의한 진동의 영향을 받게 됩니다.
Cell 시스템은 실시간 처리기를 사용함으로써 일반적인 순차적인 제어가 아닌 병렬적인 동시 제어가Hardware적으로 가능함을 알 수 있습니다.
이는 더 장시간의 더 많은 이미지를 Bleaching이나 Cell Dead가 없이 정량적 분석이 가능함을 나타내며 동일 조건시에 더 많은 노출 시간을 확보할 수 있음으로 카메라의 영상 품질의 향상 역시 기대할 수 있습니다.
위 이미지에서 샘플에 형광 Excitation이 노출 되는 시간을 비교하면 A의 경우 170msec, B의 경우 50msec 로 1/3 이하의 노출 만으로 동일한 조건의 이미지를 획득할 수 있게 됩니다.
뛰어난 이미지 품질, 외부 트리거 기능과 장 노출 시간 – 이것들은 이 펠티어 냉각 칼라 카메라가 제공하는 많은 속성중의 단지 일부 입니다.
XC10은 1,376 x 1,032 픽셀의 CCD 칩을 내장하고 각 칼라 채널은 14 비트를 제공합니다. 2x 비닝 모드로 카메라는 초당 15 프레임보다 고속의 영상을 제공합니다.
이것은 XC10을 고속 영상 획득을 요구하는 어플리케이션에 대한 이상적인 카메라임 말합니다. 게다가 빠른 영상 전환은 샘플의 포커싱이나 관심 영역을 PC 스크린 상에서 찾을 수 있게 합니다.
이러한 CCD 센서에 의한 우수한 특성들은 펠티어 냉각과 결합하여 매우 낮은 잡음의 풍부한 디테일과 컨트라스트를 갖는 칼라 이미지를 가능하게 하며 최대 160초의 매우 긴 노출 시간을 설정 가능하게 합니다. 이는 카메라가 일반적인 형광 어플리케이션의 약한 신호 강도를 감지하는데 사용될 수 있습니다.
고 감도 (High sensitivity)
XC10은 1,376 x 1,032 픽셀의 해상도를 가집니다. 고 효율의 판독 기술 (더블 샘플링)은 CCD 센서의 펠티어 냉각과 결합하여 우수한 신호 대 잡음비의 이미지를 생성합니다. 고 감도 CCD 소자는 희미한 신호조차도 감지할 수 잇습니다. 전자 셔터는 0.1 milisecond 에서 160초에 이르는 범위의 다양한 노출 시간을 제공합니다.
고속 (High Frame rate)
전 14 비트의 동적 범위의 24MHz의 클럭 속도에서 작동하는 고속 ADC (아날로그 디지털 변환기)는 24.5MHz의 판독 속도에서도 더블 샘플링을 수행할 수 있습니다. 댜앙한 프레임 속도가 지원됩니다. 예를 들어, 2x 비닝 기능을 사용하여 TV 해상도에서 15 프레임 보다 고속의 획득을 설정할 수 있습니다. 편리하게 스크린상에서 포커스와 원하는 영역의 위치를 확대된 샘플을 볼 수 있습니다. 더 이상 품질을 위하여 속도를 떨어뜨릴 필요가 없습니다. 이는 형광 시편의 Bleaching을 막고 최적의 설정을 제공합니다.
daphnia longispina (long-spined water flea) with eggs
micrasterias rotata (a desmid – single-celled green algae)
stem axis of tulipa gesneriana (garden tulip)
carbon fiber
chip structure
protective lacquer coating
Life Science 에 적합함을 나타냅니다. Material Science 에 적합함을 나타냅니다.
(Left) Original Image, (Right) Deconvolved Image
Cell surface observation without out-of-focus blur
