MOM® — Mikroskop wielofotonowy z ruchomym obiektywem

MOM® — Mikroskop z ruchomym obiektywem

MOM® (Movable Objective Microscope) firmy Sutter Instrument to w pełni konfigurowalny mikroskop do obrazowania dwu- i trójfotonowego, który od ponad dwóch dekad jest referencyjną platformą wielofotonową o otwartej architekturze w neuronauce. Jego kluczowa innowacja — zmotoryzowany obiektyw przemieszczający się o 22 mm w osiach X, Y i Z oraz obracający się wokół osi optycznej — utrzymuje preparat w bezruchu podczas obrazowania. Eliminuje to niestabilność mechaniczną wprowadzaną przez ruchome stoliki i umożliwia obrazowanie niepoziomych powierzchni i objętości tkankowych bez kompromisów w wyrównaniu optycznym.

Projekt optomechaniczny

MOM zbudowany jest wokół dwóch niezależnych torów optycznych współdzielących ten sam zmotoryzowany stolik obiektywu. Tor szerokopolowy zapewnia epifluorescencję poprzez pionowy iluminator Olympusa i lampę łukową Xenon Sutter z portem kamery do standardowego obrazowania fluorescencyjnego. Tor dwu-/trójfotonowy doprowadza spulsowaną wiązkę lasera ze stolika przez skanery galwanometryczne lub rezonansowe, soczewki skanującą i tubusową, do tylnej apertury obiektywu. Dwa sprzężone zwierciadła sterujące utrzymują wydajne dostarczanie wiązki niezależnie od położenia i kąta obrotu obiektywu. Główny korpus cofa się po szynach, zapewniając swobodny dostęp do preparatu przed rozpoczęciem obrazowania.

Systemy skanowania

MOM obsługuje pełny zakres aktualnych technologii skanowania: skanery XY galwanometryczne Cambridge Technology 3 mm lub 6 mm, konfiguracje rezonansowo-galwanometryczne oraz rezonansowo-galwanometryczno-galwanometryczne, w tym skaner Vidrio RMR. Nowy sprzęt skanujący można doposażyć do istniejących ram MOM przy minimalnych zmianach, chroniąc długoterminową wartość platformy.

Oprogramowanie do obrazowania

MOM jest kompatybilny z wieloma pakietami oprogramowania. Własny pakiet Suttera MScan 3.0 (część systemu MOM Computer System, MCS) jest zgodny z Windows 10. MOM jest w pełni kompatybilny z Vidrio ScanImage Premium, ScanImage Basic oraz ScanImage freeware. Sprzęt do akwizycji danych jest dostępny dla platform NI PXI FPGA, Vidrio vDAQ oraz NI PC-based multifunction I/O. Do kontroli intensywności lasera stosuje się komórki Pockels firmy Conoptics.

Zastosowania

• Głębokie obrazowanie tkankowe 2P i 3P — projekt z ruchomym obiektywem eliminuje dryft indukowany przez stolik, dzięki czemu MOM jest preferowaną platformą do długotrwałego obrazowania in vivo wapnia, napięcia i optogenetyki u zwierząt z unieruchomioną głową. Obrót obiektywu umożliwia obrazowanie ukośnych lub zakrzywionych powierzchni tkankowych niedostępnych dla konwencjonalnego mikroskopu prostego ze stałym obiektywem.
• Połączone eksperymenty in vivo i in vitro — preparat pozostaje nieruchomy przez cały czas, co pozwala obrazować ten sam preparat na wielu głębokościach i pozycjach bez jego przemieszczania ani zmiany położenia elektrod rejestrujących.
• Obrazowanie trójfotonowe — MOM ma udokumentowaną historię zastosowań w obrazowaniu 3P przy 1300 nm i 1700 nm, w tym pionierskie prace grupy Chrisa Xu na Cornell i bieżące zastosowania w Allen Institute of Brain Science. Sutter konfiguruje systemy 3P-MOM z optyką i detektorami zoptymalizowanymi dla wzbudzenia długofalowego.